На территории нашей страны находится около четверти лесов мира. Большие запасы древесины использовались и будут широко использоваться для всех видов строительства, в том числе для постройки мостов на лесовозных дорогах Европейского Севера, Урала, Сибири и Дальнего Востока. Одним из основных требований к таким постройкам, особенно временным, является снижение стоимости. Этого можно достигнуть внедрением новых конструкций и материалов. Ученые Пермского Политеха предложили при строительстве лесовозных мостов использовать армированный грунт, который способен воспринимать как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки и имеет отличный дренаж, за счет чего влага не скапливается внутри конструкции устоя, что значительно увеличивает общий срок службы дороги.
Исследование опубликовано в журнале «Известия вузов. Лесной журнал. 2023. № 3». Работа выполнена в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».
Древесина как строительный материал имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими материалами: возобновляемость запасов, малая плотность, сравнительно высокие прочность и жесткость, легкая обрабатываемость и низкая стоимость. Однако традиционные конструкции устоев деревянных мостов требуют большого объема кондиционных дренирующих грунтов для отсыпки конусов, каменных материалов или железобетонных плит для укрепления конусов в целях защиты от размывов. Кроме того, для слабых грунтов используются свайные опоры, для сооружения которых необходима тяжелая строительная техника. Предложенные политехниками армогрунтовые устои лишены этих недостатков.
— Армированный грунт представляет собой комбинацию из грунта и армирующих прослоек и работает примерно так же, как железобетон. Грунт обладает относительно высокой прочностью на сжатие, однако имеет низкую прочность на растяжение. Армирующие прослойки чаще всего выполняются в виде геосеток или геотканей. При уплотнении грунта его часть проникает сквозь отверстия армирующего материала, обеспечивая их надежное сцепление между собой. Так образуется условно монолитный армогрунтовый массив, способный воспринимать как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки, — пояснил доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобильные дороги и мосты» Пермского Политеха Альберт Бургонутдинов.
— Для проверки возможности использования армогрунта в береговых опорах была разработана конструкция устоя для однопролетного деревянного моста под утяжеленные автопоезда. В качестве укрепляющего материала при расчетах выбран тканый геотекстиль «Геоспан ТН-80» производства предприятия ГК «Гекса». Расчет был выполнен численным методом при помощи сертифицированного программного комплекса, который широко применяется для геотехнических расчетов, — рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры строительного производства и геотехники Пермского Политеха Владимир Клевеко.
По словам ученых, исследование показало, что армогрунтовый устой по всем показателям соответствует требованиям нормативных документов и может использоваться в качестве дорог для осуществления перевозки лесоматериалов.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.