Сравнение конструкций земляного полотна автомобильных дорог по типу плавающей насыпи

В последнее время отмечается значительное повышение требований со стороны заказчика к качеству проектов транспортных сооружений в условиях необходимости сокращения сроков проектирования. В этой связи актуальной задачей является внедрение новых технологий на всех этапах разработки проектов от инженерных изысканий до расчетного обоснования и проектирования.

Для экономии времени на возведение, уменьшение материалоемкости при строительстве, а после ввода в эксплуатацию в уменьшении затрат на ремонты и содержание дороги была разработана конструкция насыпи автомобильной дороги по типу плавающей насыпи с применением опорной полиобоймы, проведено сравнение с другими конструкциями возводимыми на слабом основании. Данная конструкция в большей степени направлена на обеспечение подъезда к нефтегазовым месторождениям, а, как известно, нефтегазовые месторождения находятся преимущественно в заболоченных районах, где глубина болот доходит до 6 метров.

В качестве материала, с помощью которого будет формироваться опорная полиобойма, был выбран нетканый геосинтети-ческий материал типа дорнит.

Производится данный материал иглопробивным способом из полипропилена. Данный материал не гниет, в нем не образуется плесень и грибки, насекомые и гры- зуны, так же через материал не прорастают корни растений. Он химически стоек, инертен к воздействиям химических соединений в грунтовой воде и почвах. Этот материал хорошо пропускает воду, но не заиливается и не забивается частицами грунта. Материал хорошо выдерживает большие нагрузки, при использовании в качестве армирующего материала практически не деформируется. Стоек к раздирам и прокалываниям. Изотропен – имеет равные свойства во всех направлениях. При разрывах удлиняется на 40-50%, то есть продолжает выполнять свои функции. Срок его службы – не менее 25 лет. Он сохраняет свои свойства в диапазоне температур от – 60 до + 100 градусов С. Материал можно скреплять и механическим, и термическим способом.

Перед тем как провести сравнение конструкций, был проведён анализ статей. В статьях [2-4] отмечается, что при использовании геосинтетических материалов при возведении насыпи, сокращаются сроки строительно-монтажных работ, а также снижается стоимость строительномонтажных работ. Происходит выравнивание значений осадки по профилю дороги и снижается материалоёмкость при строительстве, так же отмечается, то, что в некоторых случаях осадка с геосинтетиче-ским материалом полностью отсутствует и увеличивается значение несущей способности насыпи. При использовании в строительстве земляного полотна геобоксов, проблема состояла в применении некондиционного и переувлажнённого грунта, которого в болотистой местности много, а привозить пригодный для строительства грунт, дорого.

По ВСН 26-90 произведён расчёт и проанализированы результаты конструкций земляного полотна с применением опорной полиобоймы, с одной обоймой и с устройством лежнёвого настила в основании насыпи.

Расчёт был проведён на устойчивость конструкций и на определение максимального напряжения на поверхности основания».

Для наглядного сравнения построены две диаграммы (рис. 1 и 2), отражающие полученные результаты.

as 8 к “

лежневого настила опорной полиобоймы            обоймы

Рис. 1. Сравнение максимального напряжения на слабом основании

лежневого наспив      оперной полиобоймы          обоймы

Рис. 2. Сравнение степени устойчивости насыпи

Анализируя результаты, можно увидеть, что по коэффициенту безопасности конструкции устойчивы, так как удовлетворяют условию кбез>1. Но конструкция с лежнёвым настилом на 71,27% устойчивей конструкции с опорной полиобоймой, а конструкция и опорной полиобоймой на 81,6% устойчивей конструкции с одной обоймой в основании насыпи.

В сравнении по максимальному напряжению на поверхности основания, конструкция с лежнёвым настилом показала меньший результат, чем с опорной полиобоймой на 71,5%, но конструкция с опорной полиобоймой в сравнении с конструкцией в основании которой устаивается одна обойма оказалась эффективнее на 81,3%

Для сравнения затрат на возведение земляного полотна с устройством в основании опорной полиобоймы, лежнёвого настила и одной обоймы произведён сметный расчёт в ГРАНД-Смете. В сметный расчёт входит оплата рабочих, разработка и транспортировка грунта, укладка ГСМ, закрепление, стоимость грунта, стоимость ГСМ, стоимость лежнёвого настила и его сооружение, уплотнение и разравнивание грунта. Для наглядного сравнения построена диаграмма (рис. 3).

полотна с исюльзовавем попоив, с использованием полотна с использ овангем лежневого настала         опарной пппизбоймы           обоймы

Рис. 3. Сравнение по стоимости затрачиваемой на возведение

Анализируя стоимость рассчитанную в ГРАНД-Смете, можно заметить, что конструкция с лежнёвым настилом оказалась самой дорогой, конструкция с применение одной обоймы в основании насыпи по стоимости самая дешёвая из сравниваемых конструкций.

Большим минусом конструкции, в основании которой устраивается лежнёвый настил, является то, что для сооружения такой конструкции необходимо очень большое количество деревьев. Как известно, в районах болот, лесов практически нет, следовательно, для данной насыпи необходимо заготавливать и перевозить лес с других районов, что так же скажется на стоимости данной насыпи. Для возобновления вырубленных лесов (делян) необходимо много времени, поэтому конст- рукция с лежнёвым настилом очень не выгодна.

Для строительства земляного полотна на слабом основании целесообразней применять конструкцию с опорной полиобоймой. Хоть она и уступает незначительно по степени устойчивости и по максимальному напряжению на поверхности основания конструкции с лежнёвым настилом, но конструкция с опорной полиобоймой на много дешевле. У конструкции с опорной обоймой значения степени устойчивости и максимального напряжения на поверхности основания оказались хуже конструкции с опорной полиобоймой и лежнёвым настилом в основании, следовательно при ремонте и досыпке, после консолидации грунта в насыпи для конструкции с опорной обоймой понадобится затратить больше средств.