На территории России находится около четверти мировых лесов. Для подъезда техники, заготовительных работ, вывоза древесины и контроля состояния лесных массивов необходимо прокладывать дороги. Они отличаются от автомобильных повышенной нагрузкой от тяжелых машин и автопоездов, из-за которых покрытие быстрее разрушается и приходит в негодность. Затраты на строительство и ремонт лесовозных дорог увеличивает стоимость древесины. Один из способов их укрепления – использование геосинтетических оболочек, но работа таких конструкций изучена недостаточно. Ученые Пермского Политеха провели исследование и выяснили эффективность применения геосинтетических оболочек под колесами автомобиля.
В Пермском Политехе узнали, как сделать лесные дороги более прочными / © freepik, Freepik
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПГТУ. Лес. Экология. Природопользование». Для уменьшения затрат на вывозку древесины нужно снижать стоимость строительства лесных дорог. При этом нельзя допускать ухудшения их качества, особенно устойчивости к деформациям. Это важно для социально-экономического развития не только отдельных регионов, но и экономики страны в целом. По данным Рослесхоз в 2023 году доходы от лесного хозяйства в федеральный бюджет России составили 50,22 миллиарда рублей, что на восемь процентов больше предыдущего периода.
Снизить стоимость древесины и одновременно повысить эффективность дорог позволяет использование геосинтетических оболочек. Это сшитые между собой листы из полимерного материала, которые по структуре напоминают ткань. Она укладывается между слоями стройматериала и препятствует просадке дорожного полотна, что позволяет ему выдерживать больше веса, чем обычному покрытию.
Тем не менее, сам процесс деформации такого материала все еще плохо исследован. Ученые Пермского Политеха изучили напряженно-деформированное состояние геосинтетических оболочек, чтобы выяснить, как происходит их просадка под весом колес автомобиля.
Политехники исследовали влияние ширины и толщины оболочки из щебня на осадку. С помощью компьютерной модели, в которой воспроизводилась нагрузка, провели две серии расчетов с толщиной 0,2 и 0,4 метра с разной шириной. Для сравнения такое же моделирование провели и для дороги без соответствующего покрытия.
«Оказалось, что напряженно-деформированное состояние геосинтетического материала существенно зависит от этих показателей: чтобы покрытие сохраняло свои механические свойства, ширина должна быть больше толщины в 6-8 раз. В случае, если этот показатель равен 4 и меньше, покрытие теряет устойчивость к нагрузке веса колес», – комментирует Владимир Клевеко, доцент кафедры автомобильных дорог и мостов ПНИПУ, кандидат технических наук.
Использование геосинтетических оболочек в строительстве лесных дорог представляет собой перспективное направление для снижения затрат на вывозку древесины и повышения прочности дорожного покрытия. Исследование ученых Пермского Политеха позволит улучшить эксплуатационные характеристики лесных дорог, что важно для социально-экономического развития региона.
