Проектирование и строительство дорог в сложных грунтовых условиях: практические рекомендации

Введение. Проектирование и строительство автомобильных дорог в сложных грунтовых условиях — важная инженерная задача, требующая комплексного подхода. Традиционные методы проектирования и строительства могут оказаться неэффективными в условиях нестабильности или неоднородности грунтов, например при просадочных грунтах. Рассматриваются ключевые аспекты проектирования автомобильных дорог в сложных грунтовых условиях, включая методы геотехнического анализа, выбор и применение материалов, а также методы укрепления грунта.

Материалы и методы. Штамповые и статические свайные испытания грунтов позволили подробно оценить их механические характеристики и несущую способность в условиях стройплощадки. Такие испытания дают возможность получить точные данные о коэффициенте сопротивления и деформационных свойствах, что облегчает корректировку проектных решений и выбор оптимальных методов укрепления и стабилизации.

Результаты. Результаты испытаний показали, что несущая способность достаточна для восприятия максимальной расчетной нагрузки при вдавливании. Авторы также обсуждают такой современный метод стабилизации, как использование геосинтетических материалов, который применен в исследовании. Данный метод также повышает несущую способность и долговечность дорожного покрытия.

Выводы. Анализ успешных примеров реализации проектов в сложных грунтовых условиях позволяет выделить эффективные стратегии и методы, которые могут адаптироваться к различным геологическим условиям. Результаты исследования подчеркивают важность междисциплинарного подхода и применения современных технологий для обеспечения устойчивости и надежности автомобильных дорог в сложных грунтовых условиях.

1. Байрамуков С.Х. Взаимное влияние потерь предварительного напряжения и способы их учета // Бетон и железобетон. 2001. № 2. С. 13–15.

2. Zhussupbekov A., Zhankina, A., Tulebekova A., Yessentayev A., Zhumadilov I. Features of the bearing capacity estimation of the collapsing soil bases // International Journal of Geomate. 2022. Vol. 92. Issue 22. Pp. 32–40. DOI: 10.21660/2022.92.1656

3. Pshembayev M., Kiyalbay S., Yessentay D., Tleulenova G. Regulation of the water-heat regime of the subgrade of cement-concrete road // International Journal of Geomate. 2023. Vol. 111. Issue 25. Pp. 145–152. DOI: 10.21660/2023.111.4035

4. Zhu Y., Chen Z. A new method of studying collapsibility of loess // Frontiers of Architecture and Civil Engineering in China. 2009. Vol. 3. Issue 3. Pp. 305–311.

5. Lei B., Kong L., Guo Y., Sun B., Li X., Wu K. et al. Optimizing decarbonation and sustainability of concrete pavement : а case study // Case Studies in Construction Materials. 2024. Vol. 21. P. e03574. DOI: 10.1016/j.cscm.2024.e03574

6. Zhussupbekov A., Tulebekova A., Zhumadilov I., Zhankina A. Tests of Soils on Triaxial Device // Key Engineering Materials. 2020. Vol. 857. Pp. 228–233. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.857.228

7. Utepov Y.B., Aldungarova A.K., Mkilima T., Pidal I.M., Tulebekova A.S., Zharassov S.Z. et al. Dynamics of Embankment Slope Stability under Combination of Operating Water Levels and Drawdown Conditions // Infrastructures. 2022. Vol. 5. Issue 7. P. 65. DOI: 10.3390/infrastructures7050065

8. Houston S.L., Houston W.N., Lawrence C.A. Collapsible soil engineering in highway infrastructure development // Journal of Transportation Engineering. 2002. Vol. 128. Issue 3. Pp. 295–300. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-947X(2002)128:3(295)

9. Lv Q., Wang S., Wang D., Wu Z. Water stability mechanism of silicification grouted loess // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2014. Vol. 73. Issue 4. Pp. 1025–1035. DOI: 10.1007/s10064-014-0646-0

10. Niu L., Ren W., Zhang A., Wang Y., Liang Z., Han J. Experimental study on the influence of soluble salt content on unsaturated mechanical characteristics of undisturbed Ili loess // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2021. Vol. 9. Issue 80. Pp. 6689–6704.

11. Hameedi M.K. Field study on soft soil improvement using continuous flight auger (CFA) piles // International Journal of Geomate. 2021. Vol. 21. Issue 86. DOI: 10.21660/2021.86.j2329

12. Tamara A., Nina L. Methods to Increase Effectiveness of Injective Chemical Stabilisation of Loess Soils // Engineering Geology for Society and Territory. 2015. Vol. 5. Pp. 1289–1292. DOI: 10.1007/978-3-319-09048-1_246

13. Jian T., Kong L., Bai W. Investigation on Compressibility and Microstructure Evolution of Intact Loess at Different Wetting States // Frontiers in Earth Science. 2022. Vol. 10. P. 923358.

14. White J.L. Characteristics and Susceptibility of Collapsible Soils in Colorado: Results of a Statewide Study // GEO-Volution. 2006. Pp. 86–98.

15. Dong L. Numerical model for the settlement of loess subgrade in operation period reinforced by rotary jet grouting pile // Vibroengineering Procedia. 2022. Pp. 48–53. DOI: 10.21595/vp.2022.22400

16. Chindaprasirt P., Sriyoratch A., Arngbunta A. Estimation of modulus of elasticity of compacted loess soil and lateritic-loess soil from laboratory plate bearing test // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 16. P. e00837.

17. Tulebekova A., Zhussupbekov A., Zhankina A., Aldungarova A., Mamyrbekova G. Practical experience in the construction of roads in difficult soil conditions // Journal of Water and Land Development. 2024. Vol. 60. Pp. 138–148. DOI: 10.24425/jwld.2024.149115

18. Pershakov V., Bieliatynskyi A., Akmaldinova O. Geosynthetic reinforced interlayers application in road construction // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2021. Pp. 94–103.

19. Working Project “Road Construction”. KGS, LTD (a) Technical report. Astana : KGS, LTD, 2020.

20. SP RK 3.03-101–2013. Automobile roads. Astana : KazNIISA JSC, 2015. 74 с.

21. Yessentay D.E., Kiyalbaev A.K., Kiyalbay S.N., Borisyuk N.V. Reliability criterion and a model for determining the optimal speed of movement on automobile roads in winter sliding conditions // News of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. 2020. Vol. 444. Issue 6. Pp. 119–125. DOI: 10.32014/2020.2518-170X.138

22. GOST 20276.1–2020. Грунты. Метод испытания штампом. М. : Стандартинформ, 2020. 22 с.

23. Tulebekova A., Zhussupbekov A., Zhumadilov I., Nurakov S., Kudaibergen A. Geotechnical issues of testing piles on construction site of Astana // Proceedings of the 16th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 2020.

24. GOST 5686–2012. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. М. : Стандартинформ, 2012.