Методику и математическую модель для проектирования оптимальных конструкций лесовозных дорог, расположенных на переувлажненных и подтапливаемых территориях, с улучшенными характеристиками для осушения оснований дорог разработали специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 20 сентября сообщает пресс-служба вуза.

Статистика ГИБДД показывает, что дорожно-транспортные происшествия, произошедшие из-за ям и ухабов на дорогах, находятся на 4 месте по частоте ДТП и их количество составляет 26% от общего числа аварий на дорогах.

Типовые конструкции дорожных одежд на загородных дорогах местного значения не могут обеспечить долговечность покрытий дорог на переувлажненных территориях, особенно если по ним часто движется тяжелая техника.

Команда ученых Пермского Политеха и специалистов Пермского военного института войск национальной гвардии РФ, Ухтинского государственного технического университета и Уральского государственного лесотехнического университета разработали новую методику, учитывающую сложные природно-климатические условия и гидрогеологические факторы.

Один из исследователей, и. о. заместителя директора по науке Лысьвенского филиала Пермского Политеха, старший преподаватель кафедры технических дисциплин, кандидат технических наук Михаил Жалко пояснил:

«Водно-тепловой режим загородных дорог отличается от городских условий. Это связано не только со спецификой движения транспортного потока, но и с тем, что лесовозные дороги носят временный характер и возводятся в условиях снижения затрат на подготовку, строительство и обслуживание».

Причиной их разрушения, указал ученый, служит промерзание переувлажненного грунта основания дороги, приводящее к вспучиванию дорожного полотна. Для его предотвращения обычно используются дренажные системы или системы водоотведения.

Расчет дренирующих слоев требует учета их физико-механических показателей и способности обеспечить водно-тепловой режим дорог.

«Мы разработали схемы дренажных сооружений, в которых заменили традиционные слои на водоотводящие трубы, наполненные гравием. Это позволит снизить его расход и повысить эффективность дорог», — рассказал Михаил Жалко.

Схема дренажного слоя, разработанная учеными, обладает улучшенными физико-механическими показателями. Чтобы добиться такого эффекта, разработчики изучили влияние температуры и влажности на процесс промерзания почвы и целостность дорожного покрытия.

Были разработаны математические модели, прогнозирующие скорость и объем подъема воды в зависимости от типа грунта.

«Мы определили наиболее эффективные размеры дренирующих конструкций и их расположение в основании дороги. Отверстия в трубах для осушения почвы оптимально располагать в шахматном порядке в верхней части конструкции. Дренажи можно укладывать на расстоянии 11 см друг от друга, а дистанция между трубами должна составлять около 0,8 м» — сообщил разработчик.

Конструкции, созданные учеными, позволили снизить влажность земляного полотна, что значительно улучшило морозозащитные свойства дорог: пучинистость грунта оказалась ниже нормативных значений, и не превысила 6 см, а термическое сопротивление дорожной одежды выросло до 0,45 м²·K/Вт.

Такую конструкцию, считают разработчики, можно использовать при строительстве и реконструкции лесовозных дорог в сложных природно-климатических условиях, что позволит улучшить их качество и безопасность и плавность движения транспорта, а также увеличить срок эксплуатации лесовозных дорог в течение года. Это, в свою очередь, приведет к повышению объемов заготовки и добычи леса.