Использование геосинтетических материалов для защиты откосов земляного полотналесовозной автомобильной дороги в условиях подтоплений

УДК

625.7/.8

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2017.3.114

Аннотация

Ключевой проблемой при строительстве лесовозных автомобильных дорог является негативное влияние природно-климатических факторов. Для большинства лесозаготовительных регионов одними из основных причин разрушения земляного полотна автомобильных дорог становятся сильное переувлажнение почв и частое возникновение паводков и селей. Повышенные требования к проектированию и строительству автомобильных дорог позволяют впоследствии уменьшить материальные затраты на их реконструкцию и ремонт. В условиях высокой влажности грунтов происходит значительное снижение несущей способности земляного полотна. Это явление, несмотря на возможность его прогнозирования и уменьшения его последствий, всегда носит разрушительный характер: примером тому может служить катастрофическое наводнение в Хабаровском крае в 2013 г. Целью данной работы является разработка альтернативного способа повышения прочностных характеристик земляного полотна автомобильных дорог, подвергающихся воздействию негативных природно-климатических факторов. На основании предварительного математического моделирования (в среде FlowVision) воздействия водного потока на земляное полотно лесовозной автомобильной дороги при различных скоростях движения можно сделать вывод, что наибольшей опасности подвергаются верхние откосы и основание земляного полотна. Во время паводков наиболее разрушительное воздействие оказывает текущая вода. Так, при скорости потока более 1,5 м/с деформация земляного полотна становится неизбежной. Усовершенствование методов укрепления автомобильных дорог позволит создать более долговечные и прочные конструкции защиты земляного полотна. Нами предложена новая конструкция защиты откосов земляного полотна, которая может быть использована при строительстве лесовозных автомобильных дорог в регионах, подверженных негативному влиянию паводков. Этот комбинированный вариант укрепления откосов даст возможность уменьшить степень разрушения автомобильных дорог в зависимости от времени и скорости воздействия водного потока на поверхность земляного полотна.

Сведения об авторах

Ю.А. Макарова, асп.

А.Ю. Мануковский, д-р техн. наук, проф.

Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова,
ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж, Россия, 394087; e-mail: juliamja@mail.ru, mayu1964@mail.ru

Ключевые слова

переувлажнение, разрушение дороги, паводок, откосы, защита земляного полотна, геосинтетические материалы

Для цитирования

Макарова Ю.А., Мануковский А.Ю. Использование геосинтетических материалов для защиты откосов земляного полотна лесовозной автомобильной дороги в условиях подтоплений // Лесн. журн. 2017. № 3. С. 114–122. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.114

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Автомобильные дороги. Защита откосов автомобильных дорог от размыва: обзор. информ. М.: Росавтодор, 1992. 84 с.

2. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов РФ в 2012 г.» / Отв. за вып.: Н.Г. Рыбальский, В.А. Омельяненко, А. Думнов. М.: НИА-Природа, 2013. 370 с.

3. Борщ С.В., Симонов Ю.А., Христофоров А.В., Юмина Н.М. Краткосрочное прогнозирование уровней воды на реке Амур // Тр. Гидрометеорол. науч.-исслед. центра РФ. 2015. № 353. С. 26–45.

4. Макарова Ю.А., Макаров Д.А. Первичная подготовка Террейна для моделирования процессов, способствующих возникновению паводков // Сб. науч. тр. по материалам Междунар. заоч. науч.-практ. конф. «Актуальные направления научных исследований XXI в.: теория и практика». Воронеж: ВГЛТУ, 2015. № 5, ч. 4. С. 110–114.

5. Мануковский А.Ю., Макарова Ю.А. Проблема переувлажнения почв при вывозке лесоматериалов в сложных климатических условиях // Сб. науч. тр. по материалам Междунар. заоч. науч.-практ. конф. «Актуальные направления научных исследований XXI в.: теория и практика».  Воронеж: ВГЛТУ, 2015. № 8, ч. 2. С. 282–286.

6. Управление риском трансграничных наводнений: опыт региона ЕЭК ООН. Нью-Йорк и Женева: ООН, 2009. 102 с.

7. Bednarouk S., Ovcharov Е. Flood Prevention and Protection in Russia // United Nations. Seminar on Flood Prevention and Protection. Berlin, 7-8 oct. 1999. No. 37.
Pp. 1–4.

8. Kief O., Schar Y., Pokharel S.K High Modulus Geocells for Sustainable Highway Infrastructure // Indian Geotechnical J. 2015. Vol. 45, no. 4. Pp. 389–400.

9. Ward R. Floods, а Geographical Perspective. London, 1978. 244 p.  

Поступила 24.10.16

 

Ссылка на английскую версию:

Geosynthetics for Slope Protection of the Truck Haul Road Subgrade Under Conditions of Underflooding

UDC 625.7/.8

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.114

Geosynthetics for Slope Protection of the Truck Haul Road Subgrade

Under Conditions of Underflooding

Yu.A. Makarova, Postgraduate Student

A.Yu. Manukovskiy, Doctor of Engineering Sciences, Professor

Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov,
ul. Timiryazeva, 8, Voronezh, 394087, Russian Federation; e-mail: juliamja@mail.ru,
mayu1964@mail.ru

The key problem in the construction of truck haul roads is a negative impact of natural and climatic factors. For most logging regions, one of the main reasons for the subgrade destruction of motor roads is a severe overwetting of soils and frequent occurrence of floods and mudflows. The increasing requirements for the design and construction of motor roads can subsequently reduce the material cost for their reconstruction and reconditioning. Under the conditions of increased soil moisture, the bearing capacity of the subgrade is significantly reduced. This phenomenon, despite the possibility of its predicting and reducing its consequences, is always devastating. An example of this is the catastrophic flooding in the Khabarovsk Territory in 2013. The work objective is to develop an alternative method to improve the strength characteristics of the subgrade of motor roads, exposed to negative natural and climatic factors. Based on the preliminary mathematical modeling in the Flow Vision environment of the water flow effect on the subgrade of the truck haul road at various speeds we can conclude that the upper slopes and the subgrade support face danger. During floods, the most damaging effect is provided by flowing water. Thus, at a flow rate of more than 1.5 m/s, deformation of the subgrade becomes inevitable. Improving the road strengthening methods will create more long life constructions for the subgrade protecting. We have proposed a new protection structure of subgrade slopes, which can be used in the construction of truck haul roads in the regions affected by the negative impact of floods. This combined version of slope strengthening will reduce the degree of road destruction depending on the time and speed of the water flow effect on the subgrade surface.

Keywords: waterlogging, road havoc, flooding, slope, subgrade protection, geosynthetic. 

REFERENCES 

1. Avtomobil'nye dorogi. Zashchita otkosov avtomobil'nykh dorog ot razmyva [Score Protection of Road Slopes]. Moscow, 1992. 84 p.

2. Gosudarstvennyy doklad «O sostoyanii i ispol'zovanii vodnykh resursov RF v
2012 g.» [State Report “On the State and Use of Water Resources of the Russian Federation in 2012”]. N.G. Rybal’skiy, V.A. Omel’yanenko, A. Dumnov, Rel. Moscow, 2013. 370 p.

3. Borshch S.V., Simonov Yu.A., Khristoforov A.V., Yumina N.M. Kratkosrochnoe prognozirovanie urovney vody na reke Amur [Short-Term Forecasting of Water Levels in the Amur River]. Trudy Gidromettsentra Rossii [Proceedings of the Hydrometeorological Research Center of the Russian Federation], 2015, no. 353, pp. 26–45.

4. Makarova Yu.A., Makarov D.A. Pervichnaya podgotovka Terreyna dlya modelirovaniya protsessov, sposobstvuyushchikh vozniknoveniyu pavodkov [Terrane Initial Training for Process Modeling, Contribute to the Emergence Flood]. Sb. nauch. tr. po materialam Mezhdunar. zaoch. nauch.-prakt. konf. «Aktual'nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI v.: teoriya i praktika» [Proc. Int. Sci. Prac. Conf. “Actual Tendencies of the Scientific Research of the 21st Century: Theory and Practice”]. Voronezh, 2015, no. 5,
part 4, pp. 110–114.

5. Manukovskiy A.Yu., Makarova Yu.A. Problema pereuvlazhneniya pochv pri vyvozke lesomaterialov v slozhnykh klimaticheskikh usloviyakh [The Problem of Water Saturation During the Logging in Adverse Climatic Conditions]. Sb. nauch. tr. po materialam Mezhdunar. zaoch. nauch.-prakt. konf. «Aktual'nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI v.: teoriya i praktika» [Proc. Int. Sci. Prac. Conf. “Actual Tendencies of the Scientific Research of the 21st Century: Theory and Practice”]. Voronezh, 2015, no. 8, part 2, pp. 282–286.

6. Upravlenie riskom transgranichnykh navodneniy: opyt regiona EEK OON [Managing the Risk of Transboundary Flooding: the Experience of the UNECE Region]. New York; Geneva, 2009. 102 p.

7. Bednarouk S., Ovcharov E. Flood Prevention and Protection in Russia. United Nations. Seminar on Flood Prevention and Protection. Berlin, 7-8 October 1999. Berlin, 1999, no. 37, pp. 1–4.

8. Kief O., Schary Y., Pokharel S.K. High Modulus Geocells for Sustainable Highway Infrastructure. Indian Geotechnical J., 2015, vol. 45, no. 4, pp. 389–400.

9. Ward R. Floods, a Geographical Perspective. London, 1978. 244 p.

Received on October 24, 2016

---

For citation: Makarova Yu.A., Manukovskiy A.Yu. Geosynthetics for Slope Protection of the Truck Haul Road Subgrade Under Conditions of Underflooding. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 2017, no. 3, pp. 114–122. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.114