Методическое пособие 789

Научный журнал строительства и архитектуры

2. Назначение дифференцированных требований к усталостной долговечности верхних слоев оснований из асфальтобетона. С учетом установленной взаимосвязи между лабораторным и эксплуатационным режимом нагружения предлагаемые требования к асфальтобетонам по сопротивляемости усталостному разрушению, выражаемые в количестве циклов до наступления их отказа, представлены в табл. 8. При этом целесообразно данные требования дифференцировать по условиям функционирования асфальтобетона в конструкции дорожной одежды, выделив асфальтобетон для верхнего слоя основания, работающий в легких условиях эксплуатации (А ОЛ), асфальтобетон для верхнего слоя основания, работающий в нормативных условиях эксплуатации (А ОН), и асфальтобетон для верхнего слоя основания, работающий в тяжелых условиях эксплуатации.

Типы условий эксплуатации принимались в соответствии с требованиями ПНСТ 1842016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон».

Согласно ПНСТ к тяжелым условиям эксплуатации относится функционирование дорожной одежды, испытывающей более 3 млн приложений расчетной нагрузки 10 тонн. При нормальных условиях эксплуатации суммарное расчетное количество приложений одноосной 10-тонной нагрузки за срок службы дорожной одежды составляет от 0,3 до 3 млн; при легких — менее 0,3 млн.

Как видно из представленных таблиц, предлагаемые эксплуатационные показатели свойств асфальтобетона позволяют обеспечить минимально требуемое суммарное число приложений расчетной нагрузки. Это 1285000 (1090000) в соответствии с ПНСТ 265-2018 для автомобильных дорог I (II) категории. Соблюдение данных требований на этапе подбора асфальтобетонной смеси позволит в значительной степени продлить сроки эксплуатации пакета асфальтобетонных слоев, минимизировав на них риск образования усталостных разрушений.

Выводы

1.В ходе серии сопоставительных расчетов установлено, что коэффициент перехода Кпер от лабораторного режима нагружения к условиям функционирования пакета асфальтобетонных слоев в конструкции дорожной одежды под воздействием расчетных нагрузок составляет 9,51, что позволяет обосновать минимальные требования к усталостной прочности при многократном изгибе, применяемые на этапе подбора состава асфальтобетона. Обеспечение этих требований позволит в значительной степени продлить сроки эксплуатации пакета асфальтобетонных слоев, минимизировав на них риск наступления усталостных разрушений в виде сетки трещин.

2.Предложенные требования дифференцируются по условиям функционирования асфальтобетона в конструкции дорожной одежды. Так, для асфальтобетона верхнего слоя основания, работающего в легких условиях эксплуатации, в качестве минимального требуемого значения усталостной прочности принимается 150000 циклов приложений нагрузки; в нормативных условиях эксплуатации — 170 000 циклов приложений нагрузки; в тяжелых

80

условиях эксплуатации — 200 000 циклов приложений нагрузки. Это позволит обеспечить рациональное назначение и подбор составов асфальтобетонных смесей для обеспечения максимальной эксплуатационной надежности дорожных одежд.

3. Применяемый расчетно-экспериментальный подход может быть также использован при решении задачи установления и нормирования эксплуатационных требований по сопротивляемости нижних слоев покрытий усталостному трещинообразованию и накоплению пластических деформаций с увязкой лабораторных режимов испытаний и эксплуатационного режима их деформирования под воздействием транспортной нагрузки.

Библиографический список

1.Акулов, В. В. Анализ распределения количества приложений расчетной нагрузки на федеральных

автомобильных дорогах в течение года / В. В. Акулов, А. Н. Тиратурян, И. В. Бодров, А.А, Симакова, М. В. Фарниева // Транспортные сооружения, 2018 № 4, https://t-s.today/PDF/20SATS418.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/20SATS418.

2.Быстров, Н. В. Новые подходы к стандартизации дорожных асфальтобетонов / Н. В. Быстров // Вест. Харьков. нац. авт.-дор. ун-та. — 2017. — № 79.— С. 73—79.

3.Гохман, Л. М. Обоснование нормативных требований к полимерасфальтобетону по ГОСТ 91282013 / Л. М. Гохман // Вест. Харьков. нац. авт.-дор. ун-та. — 2017. — № 79. — С. 22—27.

4.Коровкин, М. О. Исследование усталостной прочности асфальтобетона с модифицирующей добавкой / М. О. Коровкин, И. Х. Идрисов, Н. А. Ерошкина // Современные проблемы науки и образования. — 2014. — №. 6. — С. 329—335.

5.Лаврухин В. П. Усталостная долговечность асфальтобетонов на модифицированных битумах / В. П. Лаврухин, Ю. И. Калгин, В. Т. Ерофеев //Вестн. Мордовского ун-та. — 2001. — №. 3—4. — С. 131—135.

6. Максименко, К. О. Сопоставление дорожных конструкций с зарубежными аналогами/ К. О. Максименко, В. В. Акулов, А. Н. Тиратурян //Научное обозрение. — 2013. — №. 12. — С. 126—130.

7.Радовский, Б. С. Современное состояние разработки американского метода проектирования асфальтобетонных смесей Суперпейв / Б. С. Радовский //Дорожная техника: каталог-справочник. СПб.: Славутич. — 2008. — С. 42—52.

8.Строев, Д. А. Зависимость деформативных свойств асфальтогранулобетонов от вида применяемых вяжущих и скоростей нагружения / Д. А. Строев, С. Я. Гаркавенко // Извест. выс. уч-х завед. Строит. — 2009. —

№8. — С. 72—77.

10.Углова, Е. В. Конструирование нежестких дорожных одежд для интенсивного грузового движения / А. Н. Тиратурян, Е. В. Углова //Наука и техника в дор. отр. — 2014. — № 3. — С. 18—22.

11.Углова, Е. В. А. Анализ критериев расчета нежестких дорожных одежд в условиях воздействия интенсивного транспортного потока / Е. В. Углова, О. А. Шило //Транспорт. сооруж. — 2018. — Т. 5. — № 3. — С. 13—23.

12.Чернов, С. А. Влияние полимерно-дисперсно-армирующей добавки на эксплуатационные свойства асфальтобетона / С. А. Чернов, А. В. Каклюгин, А. Н. Никитина //Вестн. МГСУ. — 2017. — Т. 12. — № 6 (105). — С. 654—659.

13.Albayati, A. H. Equivalent Modulus of Asphalt Concrete Layers/ A. H. Albayati //Civil Engineering Journal. — 2018. — Т. 4. — № 10. — P. 226—237

14.Chadbourn B. A. Reliability, Damage, and Seasonal Considerations in the MnPAVE MechanisticEmpirical Asphalt Pavement Design Computer Program / B. A. Chadbourn //Office of Materials, Minnesota Department of Transportation, Saint Paul, MN. — 2001.— 22 p.

15.Ghanizadeh, A. R. Application of artificial neural networks for analysis of flexible pavements under static loading of standard axle/ А. R. Ghanizadeh //International Journal of Transportation Engineering. — 2015. — V. 3. —

№1. — P. 31—43.

16.Graczyk, M. The selected problems of multi-layer pavements-influence of composite impacts vehicles and climatic factors on the behavior of roads pavements / M. Graczyk, J. Rafa, A. Zofka // Transportation Research Procedia. — 2016. — V. 14. — P. 2487—2496.

17.Hall, K. D. Development of Structural Design Guidelines for Porous Asphalt Pavement //Transportation Research Record. — 2018. — V. 2672. — № 40. — P. 197—206.

18.Huang, Y. H. Pavement Analysis and Design / Y. H. Huang // 2nd ed. Pearson Education, Upper Saddle River, N.J. — 2004. — 789 p.

19.Khazanovich, L. MnLayer: high-performance layered elastic analysis program/ L. Khazanovich, Q. Wang // Transportation Research Record. — 2007. — V. 2037. — №. 1. — P. 63—75.

81

Научный журнал строительства и архитектуры

20. Omer, J. R. Numerical analysis of road pavement response / J. R. Omer, B. A. Eghan //Advancements in Civil Engineering & Technology. — 2018. — Т. 2. — № 2. — P.1—9.

21. Zhao, Y. Investigation of mechanisms of top-down fatigue cracking of asphalt pavement / Y. Zhao, M. Alae, G. Fu // Road Materials and Pavement Design. — 2018. — V. 19. — № 6. — P. 1436—1447.

References

1.Akulov, V. V. Analiz raspredeleniya kolichestva prilozhenii raschetnoi nagruzki na federal'nykh

avtomobil'nykh dorogakh v techenie goda / V. V. Akulov, A. N. Tiraturyan, I. V. Bodrov, A.A, Simakova, M. V. Farnieva // Transportnye sooruzheniya, 2018 № 4, https://t-s.today/PDF/20SATS418.pdf (dostup svobodnyi). Zagl. s ekrana. Yaz. rus., angl. DOI: 10.15862/20SATS418.

2.Bystrov, N. V. Novye podkhody k standartizatsii dorozhnykh asfal'tobetonov / N. V. Bystrov // Vest. Khar'kov. nats. avt.-dor. un-ta. — 2017. — № 79.— S. 73—79.

3.Gokhman, L. M. Obosnovanie normativnykh trebovanii k polimerasfal'tobetonu po GOST 9128-2013 /

L.M. Gokhman // Vest. Khar'kov. nats. avt.-dor. un-ta. — 2017. — № 79. — S.22—27.

4.Korovkin, M. O. Issledovanie ustalostnoi prochnosti asfal'tobetona s modifitsiruyushchei dobavkoi /

M.O. Korovkin, I. Kh. Idrisov, N. A. Eroshkina // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. — 2014. — № 6. —

S.329—335.

K.O. Maksimenko, V. V. Akulov, A. N. Tiraturyan //Nauchnoe obozrenie. — 2013. — № 12. — S. 126—130.

7.Radovskii, B. S. Sovremennoe sostoyanie razrabotki amerikanskogo metoda proektirovaniya asfal'tobetonnykh smesei Superpeiv / B. S. Radovskii //Dorozhnaya tekhnika: katalog-spravochnik. SPb.: Slavutich. — 2008. — S. 42—52.

8.Stroev, D. A. Zavisimost' deformativnykh svoistv asfal'togranulobetonov ot vida primenyaemykh vyazhushchikh i skorostei nagruzheniya / D. A. Stroev, S. Ya. Garkavenko // Izvest. vys. uch-kh zaved. Stroit. — 2009. — № 8. — S. 72—77.

9.Teltaev, B. B. Eksperimental'naya otsenka ustalostnoi dolgovechnosti asfal'tobetona / B. B. Teltaev // Vest. Nats. Ak-i nauk Respubliki Kazakhstan. — Almaty. — t. 2.—№ 354 (2015).— S.43—49.

10.Uglova, E. V. Konstruirovanie nezhestkikh dorozhnykh odezhd dlya intensivnogo gruzovogo dvizheniya / A. N. Tiraturyan, E. V. Uglova //Nauka i tekhnika v dor. otr. — 2014. — № 3. — S. 18—22.

11.Uglova, E. V. Analiz kriteriev rascheta nezhestkikh dorozhnykh odezhd v usloviyakh vozdeistviya intensivnogo transportnogo potoka / E. V. Uglova, O. A. Shilo //Transport. sooruzh. — 2018. — T. 5. — № 3. — S. 13—23.

12.Chernov, S. A. Vliyanie polimerno-dispersno-armiruyushchei dobavki na ekspluatatsionnye svoistva asfal'tobetona / S. A. Chernov, A. V. Kaklyugin, A. N. Nikitina //Vestn. MGSU. — 2017. — T. 12. — № 6 (105). — S. 654—659.

13.Albayati, A. H. Equivalent Modulus of Asphalt Concrete Layers/ A. H. Albayati //Civil Engineering Journal. — 2018. — Т. 4. — № 10. — P. 226—237

14.Chadbourn B. A. Reliability, Damage, and Seasonal Considerations in the MnPAVE MechanisticEmpirical Asphalt Pavement Design Computer Program / B. A. Chadbourn // Office of Materials, Minnesota Department of Transportation, Saint Paul, MN. — 2001.— 22 p.

15.Ghanizadeh, A. R. Application of artificial neural networks for analysis of flexible pavements under static loading of standard axle/ А. R. Ghanizadeh //International Journal of Transportation Engineering. — 2015. — V. 3. — № 1. — P. 31—43.

16.Graczyk, M. The selected problems of multi-layer pavements-influence of composite impacts vehicles and climatic factors on the behavior of roads pavements / M. Graczyk, J. Rafa, A. Zofka // Transportation Research Procedia. — 2016. — V. 14. — P. 2487—2496.

17.Hall, K. D. Development of Structural Design Guidelines for Porous Asphalt Pavement //Transportation Research Record. — 2018. — V. 2672. — № 40. — P. 197—206.

18.Huang, Y. H. Pavement Analysis and Design / Y. H. Huang // 2nd ed. Pearson Education, Upper Saddle River, N.J. — 2004. — 789 p.

19.Khazanovich, L. MnLayer: high-performance layered elastic analysis program/ L. Khazanovich, Q. Wang //Transportation Research Record. — 2007. — V. 2037. — № 1. — P. 63—75.

20.Omer, J. R. Numerical analysis of road pavement response / J. R. Omer, B. A. Eghan //Advancements in Civil Engineering & Technology. — 2018. — Т. 2. — № 2. — P.1—9.

21. Zhao, Y. Investigation of mechanisms of top-down fatigue cracking of asphalt pavement / Y. Zhao, M. Alae, G. Fu // Road Materials and Pavement Design. — 2018. — V. 19. — № 6. — P. 1436—1447.

82

SUBSTANTIATION OF THE REQUIREMENTS

FOR PERFORMANCE PROPERTIES OF ASPHALT CONCRETE OF UPPER LAYERS OF BASES IN TERMS OF FATIGUE STRENGTH

E. V. Uglova 1, A. N. Tiraturyan 2, O. A. Shilo 3

Don State Technical University 1, 2, 3

Rostov-on-Don

1D. Sc. in Engineering, Prof., Head of the Dept. of Highways, e-mail: Uglova.ev@yandex.ru

2PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Highways, tel.: +7-951-820-03-03, e-mail: tiraturjan@list.ru

3Lecturer of the Dept. of Highways, tel.: +7-961-320-28-81, e-mail: shilooa@mail.ru

Statement of the problem. One of the most important problems of road pavement design in highways is the assignment of reasonable requirements for asphalt concrete in terms of their resistance to the accumulation of fatigue damage manifesting itself in a grid of cracks on a paving surface. Addressing this problem requires linking the laboratory modes of testing asphalt concrete for resistance to fatigue cracking with their operational mode of operation.

Results. Based on a comprehensive analysis of laboratory modes of testing asphalt concrete as well as calculating their stress-strain state when working as a structural element of non-rigid pavement, the relationships between laboratory loading modes and the total number of load-bearing applications affecting the pavement were established. It is established that the transition coefficient from the laboratory loading mode to the operating conditions of the package of asphalt concrete layers under the influence of design loads is Ktransition = 9,51.

Conclusions. The differentiated requirements for the fatigue life of structural layers of asphalt concrete are substantiated. Compliance with these requirements will extend the service life of the package of asphalt concrete layers by reducing the defect formation in the form of a grid of fatigue cracks.

Keywords: roadway pavement, asphalt concrete, fatigue damage, mesh cracks, mathematical model, stress-strain state.

83

Научный журнал строительства и архитектуры

DOI 10.25987/VSTU.2020.57.1.008

УДК 630*383

ИЗУЧЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ДОРОЖНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

О. В. Рябова 1, А. В. Скрыпников 2, В. Г. Козлов 3, П. В. Тихомиров 4

Воронежский государственный технический университет 1 Россия, г. Воронеж

Воронежский государственный университет инженерных технологий 2 Россия, г. Воронеж

Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I 3 Россия, г. Воронеж

Брянский государственный инженерно-технологический университет 4 Россия, г. Брянск

1Д-р техн. наук, проф. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, тел.: (473)236-18-89

2Д-р техн. наук, проф. кафедры информационной безопасности, e-mail: skrypnikovvsafe@mail.ru

3Д-р техн. наук, проф. кафедры эксплуатации транспортных и технологических машин,

e-mail: vya-kozlov@yandex.ru

4 Канд. техн. наук, доц. кафедры транспортно-технологических машин и сервиса, e-mail: vtichomirov@mail.ru

Постановка задачи. Подробно рассмотрено и проанализировано состояние теоретических исследований в области инженерно-ландшафтного районирования территорий.

Результаты. Проведенный анализ позволил наметить цели, задачи и общую методологию исследования и моделирования процессов организации и планирования строительства ведомственных автомобильных дорог с учетом микроландшафтов, различной степени сложности дорожного строительства, ценности природных ресурсов, видовых качеств территории в районе проложения дороги, а также оптимизировать процесс проектирования ведомственных автомобильных дорог.

Выводы. Представленная комплексная оценка природных и техногенных условий строительства ведомственных автомобильных дорог приобретает экономическое, техническое и природоохранное значение и может являться базой для ландшафтного проектирование ведомственных автомобильных дорог.

Ключевые слова: дорожное проектирование, географическая среда, инженерно-ландшафтное районирование, ландшафт, автомобильная дорога, комплексная оценка.

Введение. Взгляд на природу как на живой, развивающийся организм, саморегулирующуюся систему является достижением последних нескольких десятилетий. С появлением этой концепции в географии сформировалась новая отрасль науки — ландшафтоведение, изу чающая структуру, морфологию и динамику развития географической среды. В наше время ландшафтоведение становится научной базой комплексного изучения природных условий для целей сельского и лесного хозяйства, градостроительства, курортологии, мелиорации и других видов хозяйственной деятельности, служит обоснованием проектных решений.

Достижения физиков-географов в области естественно-исторического районирования территории России послужили основой дорожно-климатического районирования. Позднеебыли внедрены ряд дополнений, учитывающих климатические показатели выделенных ранее до рожных зон. За основу критериев при районировании на пяти дорожно-климатических зонах принят «баланс тепла и влаги с учетом общих особенностей дорожного строительства» [8].

© Рябова О. В., Скрыпников А. В., Козлов В. Г., Тихомиров П. В., 2020

84

Дорожно-климатическое районирование стало основой комплексной оценки географической среды для целей проектирования земляного полотна и дорожных одежд, позволяющей нормировать принципы проектирования.

Наряду с положительной стороной комплексного изучения природных условий существующее дорожно-климатическое районирование не в полной мере отвечает требованиям проектирования. Следует отметить:

1.Векторный, формальный подход проектировщиков к оценке природных условий и применению норм на проектирование земляного полотна и дорожных одежд;

2.Отсутствие рекомендаций по совершенствованию системы комплексной оценки географической среды более мелких территориальных единиц (подзон, районов, ландшафтов и др.), исключающее, таким образом, возможность использовать эти данные для целей трассирования ведомственных автомобильных дорог;

3.Районирование основано преимущественно на анализе климата и почво-грунтов, при этом не учитываются такие компоненты географической среды, как рельеф, геологическое строение.

В последние годы появляется ряд работ отечественных ученых-дорожников [3, 6, 8, 10, 12, 15, 17], в которых отмечается необходимость уточнения и детализации существующей системы дорожно-климатического районирования.

1.Теоретические положения и методы дорожного районирования изложены в ра-

ботах В. М. Сиденко, В. Г. Козлова, К. А. Яковлева и др. [8, 17]. Пока это первая попытка теоретически обосновать принципы региональной оценки природных условий. Авторы считают, что основным методом изучения географической среды является дорожное районирование — «метод объединения однородных территорий по каким-либо признакам, которые оказывают существенное влияние на проектирование, строительство или эксплуатацию ведомственных автомобильных дорог», разделяют районирование на «физическое» и «инженерное» [4]. В основе физического районирования лежит принцип выделения территорий по «географическим комплексам», инженерного — «по дорожным критериям». К основным географическим комплексам авторами отнесены климат, рельеф, геология, почвы, грунтовые и поверхностные воды, растительность, роль которых зависит от целей районирования. Характеристики геокомплексов, влияющие на прочность, долговечность ведомственных автомобильной дороги или на строительный процесс, отнесены к числу дорожных критериев.

Для целей проектирования В. М. Сиденко [18] предлагает в качестве критерия принять расчетную влажность или прочность грунтовых оснований, максимальную величину пучения и др. Для целей строительства — оптимальные по климатическим условиям сроки начала и окончания дорожно-строительных работ и др. В качестве критерия районирования для целей эксплуатации ведомственных автомобильных дорог — направление ветра, «снегопринос», частоту снегозаносов и другие характеристики.

Основные теоретические положения дорожного районирования строятся им по следующей схеме:

1.Основой районирования является ландшафтоведение — учение о ландшафте;

2.Дифференциация географической среды должна основываться на закономерностях зональных и азональных изменений;

3.В качестве таксонометрической системы районирования предлагаются зона, подзона, район, участок.

Первые две единицы отнесены к высшему рангу, последующие — к низшему. Методика районирования, по мнению В. М. Сиденко, осуществляется в следующей по-

следовательности:

1.Обосновывается система геокомплексов, определяется их воздействие в зависимости от принятого дорожного критерия;

85

Научный журнал строительства и архитектуры

2.Учитывается изменение геокомплексов во времени и пространстве и определяется их расчетное значение;

3.Устанавливается закономерность изменения дорожного критерия в зависимости от изменения геокомплексов, что и позволяет проводить дорожное районирование.

Первоочередной задачей дорожного районирования территории по Сиденко является дифференциация микрорайонов на районы. Теоретические положения и метод дорожного районирования, разработанные автором [18], легли в основу районирования.

Приведенное подробное изложение работы В. М. Сиденко преследовало две цели: показать уровень теоретической разработки вопроса дорожного районирования на современном этапе, высказать ряд критических замечаний по существу вопроса.

По нашему мнению, основные недостатки работы заключаются в следующем:

1.Теоретические положения дорожного районирования разработаны весьма схематично, отсутствует четкость в изложении материала. Например, автор утверждает, что «высшие регионы должны быть базой для общего дорожного районирования, природного для проектирования, строительства и эксплуатации», и здесь же говорит о том, что «не может быть единого районирования, пригородного для всех случаев»;

2.Не расшифрованы термины и понятия, использованные автором в работе (например, «геокомплекс»);

3.«Дорожные критерии» представлены различными для проектирования, строительства, эксплуатации, тогда как при проектировании ведомственных автомобильных дорог они должны учитываться совместно;

4.Недостаточно четко дано определение дорожного районирования. Более правильно, по нашему мнению, это определение изложено в коллективной монографии А. А. Камусина, В. В. Никитина, И. Н. Журавлева, В. Г. Козлова, В. Н. Логачева, И. И. Бухтоярова [7]. Эта работа отличается четкой постановкой задачи, методикой определения количественных характеристик компонентов географической среды, таких как климат, грунтовые гидрологические и мерзлотные особенности. В основу районирования положены факторы, оказывающие влияние на устойчивость дорожных конструкций: вид грунта сезоннооттаивающего слоя и его влажность, характер распределения вечномерзлых грунтов и их температура, мощность слоя сезонного оттаивания. Проведенные исследования позволили уточнить границы зоны и разделить ее на дорожные районы, по которым разработаны принципы проектирования и строительства земляного полотна в 1 дорожно-климатической зоне.

Исследования по дорожно-климатическому районированию предгорий выполнены М. Д. Круциком, В. К. Курьяновым, Е. В. Кондрашовой и др. [5, 8—9, 11, 13—14]. Авторами на исследуемой территории исходя из характеристик климата, растительности, грунтов выделено три дорожных района, для которых определены рациональные типы дорожных одежд, установлена продолжительность строительного сезона. Работы направлены на совершенствования методов проектирования и строительства. Для дифференциации территории авторами использован метод наложения карт одного масштаба, на которых отражены пространственное распределение основных компонентов географической среды: климата, рельефа, грунтов.

Вопросы методики дорожного районирования освещаются в работах [16, 21, 23]. По мнению их авторов, районирование — это «совокупность практических приемов и методов разделения территории» в соответствии с задачами по изучению природных характеристик. Для целей проектирования нежестких дорожных одежд предложены дующие примеры:

1.Метод наложения, широко используемый В. М. Сиденко, М. Д. Круциком и др.;

2.Метод ведущего фактора;

3.Метод сопряженного регионального состояния конструктивных элементов дорожных

одежд.

86

Воснове районирования лежит определение природных факторов, непосредственно влияющих на выбор типа, конструкции и прочностных показателей дорожных одежд. Эти данные позволяют:

1. Определять границы дорожно-климатических зон, для которых прочность грунтов имеет различное значение;

2. Устанавливать степень обеспеченности строительства дорожно-строительными материалами;

3. Выявлять типы грунтов;

4. Определять характеристики местности и степени увлажнения.

Проверка объективности деления районов на группы сложности проведена методом математической статистики. Результаты исследования представляют собой определенный интерес для целей планирования дорожного строительства и направлены на совершенствование изыскательских работ.

Оценка природных условий в центральной части Русской равнины для целей дорожного строительства приводится в работе Н. В. Ишеевой [2, 17]. Для инженерной оценки использованы «коэффициенты удорожания» стоимости 1 км строительства дороги.

Работы физиков-географов представляют собой несомненный интерес и вносят значительный вклад в развитие теории и методики дорожного районирования. Однако, подобные работы должны, по нашему мнению, выполняться в тесном контакте с инженера- ми-дорожниками. Именно такой путь считают наиболее правильным и сами физикигеографы [6, 19].

Взарубежной практике дорожного проектирования также отмечается тенденция к комплексному учету физико-географических условий [6, 19].

Межведомственным руководством дорожных исследований США представлен доклад «Зависимость проектирования автомобильных дорог от местных физико-географических условий». В докладе обобщены сведения о местных дорожно-строительных материалах, несущей способности грунтов и их изменениях под влиянием увлажнения, по пучиноустойчивости территории США разделена на 97 физико-географических районов [19—22].

При проектировании сети автомобильных дорог Мексики [22] разрабатывались специальные прикладные карты оценки условий дорожного строительства, отражающие плотность населения, характер рельефа, степень хозяйственного использования территории и перспективы развития, плотность и конфигурация существующей сети автомобильных дорог.

Наряду с комплексными исследованиями ведется изучение и картографирование закономерностей распространения отдельных компонентов географической среды для целей дорожного проектирования.

Вопросы методики оценки рельефа освещаются в работе Н. А. Сиценко [8]. Объективная характеристика дается автором в виде графических кривых процентного содержания уклонов. Графики позволяют определить уклоны местности и могут применяться для обоснования геометрических характеристик и районирования территорий по условиям рельефа.

ВФинляндии проведены исследования [22], связанные с изучением влияния рельефа на геометрию дорог. Классификационным признакам районирования территории послужила трудоемкость строительства.

2. Комплексное изучение географической среды для целей трассирования автомо-

бильных дорог. Особое значение приобретает вопрос изучения природных условий и хозяйственной деятельности человека как факторов, определяющих направлений и местоположение трассы дороги. Чем сложнее природная и техногенная обстановка в районе изысканий, тем больше количество информации должен переработать инженер-дорожник, решая задачи трассирования дорог.

Трассирование дороги наиболее ответственный и сложный этап дорожного проектирования. От инженера требуются знания динамики автомобиля, глубокое знание природных

87

Научный журнал строительства и архитектуры

условий и умение находить в них наиболее удачную пространственную линию — трассу дороги, отвечающую коммуникационным, экономическим эргономическим и природоохранным требованиям. Именно здесь, в процессе трассирования закладываются основные исходные предпосылки для ландшафтного проектирования ведомственных автомобильных дорог. С таких позиций рассматривается сегодня проблема дорожного проектирования как в России, таки за рубежом [1, 8, 17, 23].

Однако несмотря на актуальность проблемы изучения природных и техногенных условий для целей трассирования дорог, следует отметить, что этому вопросу в дорожном проектировании уделяется еще мало внимания.

Основоположником комплексного изучения географической среды для целей трассирования ведомственных автомобильных дорог с полным с основанием можно считать С. А. Трескинского, который предложил методику комплексной оценки природных условий при выборе направления трассы дороги [8]. Им разработана система оценки, которая выполняется в три этапа:

на первом этапе (этапе выбора общего направления трассы) по картам мелкого масштаба 1:2500000 — 1:500000 намечаются удобные для проложения транспортные ландшафты — перевалы, долины, пологие отроги и склоны;

второй этап — выявление возможных вариантов в полосе выбранного общего направления. Выполняется путем оценки природных условий методом линейного районирования по картам масштаба 1:100000 — 1:25000. Линейное районирование является по существу ландшафтным районированием;

третий этап — вынос трассы в натуру и установление ее геометрических параметров. Изучение природной обстановки на этом этапе сводится к решению задачи по оптимальному сочетанию элементов дороги с окружающей местностью, с ее рельефом и растительностью.

Методика районирования для целей трассирования дорог включает на первом этапе составление картосхем изученности территорий в районе предполагаемого строительства, на которых показываются метеорологические станции, области, исследованные сторонними организациями, климатические характеристики, рельеф, грунты, поверхностный сток, геология, тектоника, растительность. Для этих целей используются литературные фондовые материалы, карты различного назначения, информация, полученная с беспилотных летательных аппаратов.

На втором этапе, используя ранее собранный материал, обсуждаются самые существенные факторы и наносятся на крупномасштабную карту-схему. Основная роль здесь принадлежит структуре и скульптуре гор.

Однако трассирование дорог тесно связано со всей совокупностью природных условий, поэтому искусство выбора оптимального местоположения трассы дороги зависит от умения изыскателя выделить главные стороны каждого процесса и оценить положительные и отрицательные его стороны. Именно с этой точки зрения С. А. Трескинский развивает метод до- рожно-ландшафтного районирования: «Каждый видимый признак расшифровывается как отображение либо развивающего, либо затухающего процесса» [8]. В основе районирования, по мнению автора, должен лежать генетический принцип, т. е. изучение исторического развития географической среды в целом на всей территории.

Постоянно совершенствуя систему изучения природной обстановки для целей трассирования дорог С. А. Трескинский [8] предлагает оценивать дорожные условия по «вероятностным затруднениям», используя для этого систему шестиили восьмизначного кода. Составленная им система кодов позволяет оценивать степень влияния на инженерное сооружение таких компонентов географической среды, как климат, рельеф, геологическое строение, гидрология, хозяйственная деятельность человека. Этот метод не вызывает затруднений в практике и, что самое важное, исключает возможность недоучета природных явлений. Одна-

88

ко предложенная С. А. Трескинским система позволяет получить лишь качественную характеристику условий дорожного строительства.

Определенный интерес представляет работа Л. Б. Зотовой [17], в которой разработан геоботанический метод оценки грунтовых условий для целей трассирования дорог в 1 до- рожно-климатической зоне. Метод основан на использовании растений и растительных сообществ как индикаторов, характеризующих мерзлотно-грунтовые условия местности. В процессе инженерно-геологических обследований ведется описание растительности по участкам, и путем сопоставления этих данных с индикационными таблицами устанавливаются характерные мерзлотно-грунтовые условия в районе изысканий.

В озерно-болотном ландшафте выделяют 5 микроландшафтов: акватория озеро, моховое болото, озерково-мочаженное болото, суходольный остров, водораздельный участок. Основой для составления рельефно-ландшафтной схемы является инженерно-геологическое дешифрирование материалов аэрофотосъемки. Построенная по этим данным в масштабе 1:25000 план-схема микроландшафтов позволяет объективно разместить и запроектировать с минимальными затратами линейное сооружение.

Значительный прогресс в области трассирования ведомственных автомобильных дорог наметился в последние годы и обусловлен внедрением в практику дорожного проектирования современных информационных технологий. Это позволило перейти к поискам новых принципов оценки трассы дороги, разработкой математических моделей и методов трассиро-

вания [3, 8].

Современные методы трассирования ведомственных автомобильных дорог можно классифицировать как:

1.Автоматизированные системы обработки комплекса вычислительных работ, необходимого при проектировании ведомственных автомобильных дорог (не дают оптимальных решений);

2.Методы оптимального проектирования проектной линии в продольном профиле или

вплане и профиле совместно; оптимизация проводится по минимуму объемов работ, распределению земляных масс и другим критериям.

Выбор рационального варианта связан с необходимостью значительного количества информации, что обусловливает необходимость предварительного выбора полосы местности, в пределах которой ведется оптимизация работ по проектированию дороги;

3.Метод выбора «коридора» трассирования, сущность которого сводится к обеспечению экономических, социальных, эстетических и экологических требований, путем учета и анализа топографии и определения транспортных ландшафтов, ценности территорий, наличия населенных пунктов, исторических памятников, растительности, видовых характеристик местности, наличия неблагоприятных физико-геологических процессов и явлений. На основании этих данных намечается «коридор» трассирования, в пределах которого прокладываются конкурирующие варианты, и методом оптимального проектирования определяется приемлемое положение трассы дороги.

В. Ф. Бабков предлагает для определения «коридора» трассирования [3] воспользоваться методом анализа планов района проложения дороги, используя способ наложения на топографическую карту планов, на которых выделены территорий, неблагоприятные из-за природных и техногенных условий, места нежелательного нарушения экологического баланса, ценные природные ресурсы и др.

Необходимость анализировать значительный объем информации заставляет зарубежные проектные организации создавать специализированные «группы окружающей среды». Основная задача групп — обоснование направления дороги с учетом социальных, экономических, физико-географических, эстетических факторов [8].

Привлечение к выбору рационального направления трассы специалистов различных областей знаний представляет определенную сложность, т. к. увеличивается в первую оче-

89