Особенности проектирования дорог на многолетнемерзлых грунтах

План и продольный профиль дороги, основные параметры поперечного профиля проезжей части и земляного полотна, пересечения и примыкания, элементы обустройства дороги, дорожной и автотранспортной служб назначают согласно СНиП 2.05.02-85, СНиП 2.05.07-91*, ГОСТ Р 52398-2005 и ГОСТ Р 52399-2005.

Земляное полотно, дорожные одежды, водоотводные и искусственные сооружения, в том числе противоналедные, проектируют с учетом теплового и механического взаимодействия их с грунтами естественных оснований, исходя из конструктивных особенностей, назначения и категории автомобильной дороги, а также инженерно-геологических и мерзлотно-грунтовых условий местности.

При этом продольный профиль дороги разрабатывают с учетом возможных изменений водно-теплового режима грунтов сезонно оттаивающего слоя и многолетнемерзлых грунтов, режима и высоты снегоотложений, а также ледотермического режима водотоков, которые произойдут в результате освоения территории застройки, эксплуатации возведенных на ней и на соседних участках зданий и сооружений, устройства водоотводных канав, подземных и наземных коммуникаций и т.д.

Автомобильные дороги в районах распространения ММГ проектируют в следующем порядке:

назначают принцип проектирования земляного полотна с учетом дорожно-климатической подзоны, типа местности, мощности сезонно оттаивающего слоя и температурного режима вечной мерзлоты;

конструируют земляное полотно и дорожную одежду;

для каждого характерного участка трассы определяют высоту насыпи (глубину выемки) на основе комплекса требований (на устойчивость по инженерно-геологическим условиям с учетом наличия многолетнемерзлых грунтов, по увлажнению местности и на снегонезаносимость);

назначают и рассчитывают водоотводные и искусственные сооружения;

разрабатывают варианты индивидуального проектирования для участков с особо сложными мерзлотно-грунтовыми условиями и на основе их технико-экономических показателей принимают наиболее рациональные решения.

В рабочих чертежах фундаментов искусственных сооружений и линейных зданий, а также дорожных конструкций на участках индивидуального проектирования должны быть приведены мерзлотно-грунтовые разрезы с основными данными о характеристике и температуре грунтов до строительства и прогноз их на период эксплуатации.

Основными мерами, обеспечивающими устойчивость дорожных конструкций (земляного полотна и дорожной одежды) на местности с наличием вечномерзлых грунтов во всех дорожно-климатических подзонах, являются:

проектирование земляного полотна, как правило, в насыпях;

возведение земляного полотна из скальных, крупнообломочных и песчаных грунтов, а при их дефиците - из глинистых;

применение естественных и искусственных теплоизоляционных материалов в основании земляного полотна, теле насыпей и дорожной одежде;

применение нетканых синтетических (геотекстильных) материалов в основании и теле земляного полотна, в основании дорожной одежды;

замена переувлажненных грунтов сезонно оттаивающего слоя и льдонасыщенных подстилающих вечномерзлых грунтов соответственно крупнообломочными и песчаными.

Для участков с особо сложными мерзлотно-грунтовыми условиями (наличие термокарста, крупных включений подземного льда, бугров пучения, солифлюкции, наледей, подтопляемых речных пойм и термокарстовых озер) необходимо разрабатывать варианты индивидуального проектирования и на основе сопоставления их технико-экономических показателей выбирать наилучшие решения.

Трассирование дороги осуществляют с учетом требований ландшафтного проектирования (пп. 3.1-3.18 СНиП 2.05.02-85). Трассу следует прокладывать по наиболее сухим участкам, на крупнообломочных скальных, песчаных и гравелистых грунтах без ледяных прослоек и линз. В других случаях трассу желательно располагать даже за счет ее некоторого удлинения (при соответствующем технико-экономическом обосновании) вблизи месторождений грунтов, пригодных для сооружения земляного полотна.

При трассировании следует обходить участки с неблагоприятными мерзлотными и грунтово-гидрогеологическими условиями (с близким залеганием подземных льдов, распространением солифлюкции, с повышенной влажностью и пылеватостью грунтов с наличием или возможным образованием наледей). Рекомендуется прокладывать трассу по склонам и террасам южной экспозиции, избегая северных «мокрых» склонов косогоров.

Как правило, трассу дороги прокладывают с максимальным использованием снегонезаносимых форм рельефа.

Во всех случаях целесообразно:

обходить пониженные места (ложбины, котловины) или пересекать их по кратчайшему направлению;

проходить через лесные массивы;

обходить глубокие балки и овраги, а также жилые и производственные постройки с подветренной стороны.

Если это затруднено, трассу, по возможности, располагают по направлению господствующих ветров или располагают под углом к ним менее 20°.

В горной и пересеченной местности (при выборе вариантов) предпочтение отдают водораздельным и долинным ходам по надпойменным террасам и пологим наветренным склонам в пределах средней или верхней трети косогора.

В долинах трассу прокладывают дальше на 50-60 м от подошвы склона из условия уменьшения снегонезаносимости дороги и ее удаления от возможных мощных отложений снега, приводящих к образованию лавин на косогорных участках.

Проектирование плана трассы и продольного профиля следует осуществлять в соответствии с указаниями ГОСТ Р 21.1701-97, СНиП 2.05.02-85, а также СНиП 2.02.04-88.

При выборе направления трассы автомобильной дороги осуществляют:

сбор, анализ и обобщение данных о природных условиях района строительства из материалов ранее выполненных изысканий или литературных источников;

инженерно-геокриологическую рекогносцировку или мелкомасштабную инженерно-геологическую съемку;

поисково-оценочные работы по выявлению грунтовых карьеров и резервов.

Аэрофотоматериалы дешифрируют на основе ландшафтно-индикационного метода. По результатам дешифрирования составляют предварительную карту природно-климатических комплексов (ПКК), ландшафтно-индикационные таблицы и предварительную инженерно-геокриологическую карту-схему в масштабе 1:25 000 с контурами перспективных участков притрассовых карьеров.

В тех случаях, когда имеющиеся материалы не позволяют выбрать оптимальную трассу или возникает необходимость уточнения вариантов, следует выполнить инженерно-геологическую рекогносцировку или мелкомасштабную мерзлотную съемку.

В результате мерзлотной съемки должны быть установлены:

участки распространения мерзлых и талых грунтов, марей, озер, мерзлотных процессов и явлений;

литологические разрезы;

типы грунтов политологическим видам и строительным свойствам;

генезис, состав, криогенное строение, суммарная влажность, льдистость, плотность, засоленность грунтов;

сжимаемость грунтов сезонно оттаивающего слоя;

просадочность мерзлых грунтов при оттаивании;

уровень поверхностных и подземных вод, их агрессивность и коррозионная активность;

тип местности по увлажнению и мерзлотно-грунтовым условиям;

карьеры месторождений грунтов, применяемых при сооружении земляного полотна;

данные для общего геокриологического прогноза.