Исследование практического опыта применения методов георадиолокационного обследования земляного полотна автомобильных дорог с разработкой документа по стандартизации

В комплекс мер, направленных на увеличение до 12 лет межремонтного срока эксплуатации автомобильных дорог с усовершенствованным типом покрытия, важное значение отводится прочности, работоспособности и надежности дорожных одежд. Дорожные одежды являются самым дорогостоящим элементом автомобильной дороги. Техническое состояние дорожной одежды во многом определяется состоянием грунтов рабочего слоя земляного полотна и тела насыпи. В процессе эксплуатации автомобильных дорог в зимний период происходят промерзание и оттаивание грунтов земляного полотна, процессы морозного перераспределения влаги, грунты могут увлажняться от поверхностных осадков и миграции уровня грунтовых вод, увлажненные грунты при промерзании могут подвергаться морозному пучению, при просыхании грунтов могут возникать просадочные явления и т.д. Вновь возводимые насыпи земляного полотна могут содержать грунт в мерзлом состоянии, что неизбежно приведет к локальным просадкам в период их оттаивания. Земляное полотно, устраиваемое в выемке, может иметь локальные включения неоднородных грунтов. Повышение влажности грунтов земляного полотна ведет к снижению плотности и уменьшению их прочности: понижается модуль упругости, уменьшается сцепление частиц грунта, что приводит к снижению устойчивости земляного полотна, приводящего к преждевременному разрушению дорожной одежды. Также немаловажным фактором является устойчивость откосов земляного полотна. Вероятность образования оползневых деформаций откосов повышается на высоких насыпях и на внешних откосах в глубоких выемках, участках автомобильных дорог, проходящих в оврагах, местах перехода из выемки в насыпь и наоборот, на участках с неблагоприятными грунтово-гидрогеологическими условиями. Нарушение устойчивости земляного полотна чаще всего наблюдается в период строительства и первые годы эксплуатации автомобильной дороги, затем происходит консолидация грунтов как от собственного веса, так и от движущегося транспорта. В период после консолидации грунтов земляного полотна его деформации могут возникать только при изменении водно-теплового режима в полосе отвода и придорожной полосе автомобильных дорог из-за хозяйственной деятельности человека. В настоящее время в целях изучения свойств грунтов земляного полотна осуществляют лабораторные исследования отобранных проб, используются точечные электромагнитные методы, методы штамповых испытаний, статического и динамического зондирования. При выявлении несоответствий на этапе строительства возможно устранить недостатки грунтов земляного полотна только до устройства дорожных одежд. Однако для эксплуатируемых дорог применение разрушающих методов и мероприятий является большой проблемой. В данной связи важно обеспечить соответствие технологии устройства земляного полотна в период строительства: исключить неоднородные включения при отсыпке слоев, обеспечить должный контроль толщины отсыпаемого слоя, подлежащего уплотнению, контролировать однородность свойств кондиционного грунта (например, при возведении земляного полотна из мерзлого грунта в зимний период). Поскольку в практику обследования грунтов земляного полотна довольно прочно вошли точечные электромагнитные исследования, целесообразно дополнить их применение непрерывными неразрушающими обследованиями. Наиболее эффективным методом непрерывного электромагнитного обследования земляного полотна является неразрушающий метод георадиолокации. Упомянутым методом можно оценить толщину замены слоя слабого грунта, глубину промерзания и оттаивания грунтов, выявить ослабленные (разуплотненные и переувлажненные зоны) в грунтах земляного полотна, зоны пучинистых и просадочных деформаций, наличие неоднородных включений и т.д. Глубина сканирования георадара в дренирующих грунтах может достигать 15 м, что позволяет использовать метод в т.ч. на этапе приемочного контроля земляного полотна, доведенного до проектных отметок. На этапе операционного контроля могут применятся высокочастотные антенные блоки георадара для оценки однородности свойств грунтов с максимальной разрешающей способностью при послойной отсыпке. Обследование откосов земляного плотна на участках повышенного риска позволит обнаружить предпосылки к образованию оползневых деформаций и спрогнозировать их размеры (локализовать предполагаемое тело оползня с целью обеспечения устойчивости откоса). В разработанных и введенных в действие национальных стандартах ГОСТ Р 59864.1-2022 «Дороги автомобильные общего пользования. Земляное полотно. Технические требования» и ГОСТ Р 59864.2-2022 «Дороги автомобильные общего пользования. Земляное полотно. Методы измерения геометрических параметров» не предусмотрено применении георадиолокационного метода обследований. Однако на сегодняшний день методика и технические требования к неразрушающим методам обследования земляного полотна не установлены, а именно требуется регламентировать: как часто и каким оборудованием следует проводить такие наблюдения в период строительства на вновь устраиваемых сооружениях и в период первых лет их эксплуатации, в какое время года следует проводить обследования, какая методика выполнения работ должна быть применена, какие вспомогательные геодезические методы должны использоваться, какие параметры грунтов земляного полотна следует контролировать, какие технические требования к грунтам следует предъявлять, по каким характеристикам необходимо принимать решения о соответствии состояния земляного полотна нормативным требованиям. В связи с изложенным в целях повышения качества инженерных изысканий в части земляного полотна автомобильных дорог посредством георадиолокационных методов необходимо разработать проект национального стандарта Российской Федерации, устанавливающий правила обследования георадиолокационным методом земляного полотна автомобильных дорог (как вариант, проект ГОСТ Р «Дороги автомобильные общего пользования. Земляное полотно. Георадиолокационные методы обследования»).