В зоне вечной мерзлоты
АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ
До декабря 2025 года в России должен быть создан единый научный центр мониторинга вечной мерзлоты. Такое поручение правительству дал Президент России Владимир Путин. Основными функциями центра станут консолидация данных, а также координация разработки и внедрения технологий, направленных на адаптацию инфраструктуры к процессам таяния вечной мерзлоты.
В России больше половины территорий находятся в зоне вечной мерзлоты, и по ним пролегает сеть автодорог. В свете текущих задач регулятор качественно переосмысливает задачу обеспечения устойчивого наземного сообщения Арктических территорий с автодорожной сетью всей страны. Поэтому одной из актуальных тем является совершенствование дорожной деятельности в зонах вечной мерзлоты.
Поскольку обширная площадь России не позволяет проектировать и строить автодороги по одной схеме и стандартам во всех субъектах, в отраслевой науке применяется метод дорожно–климатического районирования, который подразумевает деление территории страны на пять зон в зависимости от глубины промерзания грунтов, количества осадков и других характеристик. Территории с распространением вечномерзлых грунтов относятся к I зоне, которая занимает 65% всей территории РФ, а в Сибири и на Дальнем Востоке доходит до 80% территорий.
Основным фактором, обес-
печивающим надежность конструкции автомобильной дороги в зонах вечной мерзлоты, является правильный выбор конструкции земляного полотна. В настоящий момент действует СП 313.1325800.2017 «Дороги автомобильные в районах вечной мерзлоты. Правила проектирования и строительства», в котором в целом расписан порядок выполнения указанных работ, однако многие вопросы рассмотрены с точки зрения строительства дорог местного значения (без учета современных требований к дорогам более высокого класса) – возможно, по той причине, что СП был разработан Минстроем России без участия профильного ведомства – Росавтодора. Напомним также, что ранее местные автотрассы на вечной мерзлоте проектировались и возводились нефтяниками, железнодорожниками и другими участниками промышленного освоения этих районов по ведомственным нормам. Поэтому сейчас стоит задача дополнить и переработать имеющуюся нормативную базу с учетом совокупного наработанного опыта.
Особенности есть не только в проектировании автодорог в зонах вечномерзлых грунтов, но и в их строительстве. Так, в Арктических зонах короткое теплое время года, благоприятное для строительства: производить работы можно лишь 3–4 месяца в году. Далее – особенности климата и рельефа: сильная ветровая нагрузка и обильные снегопады и снегопереносы, большое количество болот и мелких озер. При этом, как правило, есть дефицит грунта и каменных материалов, пригодных для использования, которые производятся буро–взрывным способом, поскольку грунт находится только в мерзлом состоянии. Производство земляных работ разрешается только зимой и строго по полосе отвода; для строительства искусственных сооружений необходимо использовать опоры особой конструкции, нужна также термостабилизация на подходах к искусственным сооружениям, не обойтись и без ряда других технологий, в том числе инновационных.
При этом невозможно не принимать во внимание глобальное изменение климата, бич последних десятилетий, – которое ощущается и в России. Оно влечет за собой изменение гидрогеологического режима I зоны – повышается влажность и количество осадков, меняется состояние грунтов и в целом вечной мерзлоты. Все это приводит к ускоренному разрушению дорожного покрытия: на сегодня более 55% дорожной сети Арктических зон Российской Федерации, за исключением федеральных и региональных дорог, не отвечает по своему техническому состоянию нормативным требованиям и регламентам. Наиболее частыми процессами являются образование продольных трещин и просадок на проезжей части, обочинах и откосах; переувлажнение земляного полотна и основания; оттаивание многолетнемерзлых грунтов, основания и их деформирование; уменьшение глубины промерзания земляного полотна и основания, их переувлажнение водой от растаявшего снега и т. д.
Эти явления все активнее начали проявляться в последние десятилетия. Показательным примером является автотрасса Р–297 «Амур» Чита – Хабаровск, которая проходит в зоне многолетней мерзлоты. Ее участки стали предметом критики со стороны пользователей в начале 2000–х годов, когда за неровности дорожного полотна они получили негласное название «амурские волны». В 2000 году Владимир Путин дал поручение завершить строительство трассы Чита – Хабаровск в кратчайшие сроки и без потери качества. Для реализации этого проекта было привлечено большое количество технологов, ученых и отраслевых экспертов, благодаря чему основой при проектировании и строительстве этой трассы стала разработанная методика, которая также распространялась на модернизацию существующих дорог, проходящих в зоне вечной мерзлоты.
В последующие годы Федеральное дорожное агентство инициировало работу по сбору данных, определению стабилизационных мероприятий для обеспечения эффективной эксплуатации автодорог в зоне вечной мерзлоты, а также разработку нормативных документов по проектированию, строительству и эксплуатации участков дорог. Накопленный массив данных и их анализ позволят перейти на новый уровень производства дорожных работ в криолитозоне, считают в Росавтодоре.
В частности, с этой целью в 2021 году была утверждена дорожная карта по исследованию участков вечной мерзлоты, с 2022 года начались работы по изучению влияния производственных процессов на вечную мерзлоту. Тогда же было принято решение о создании системы мониторинга состояния автомобильных дорог в зоне вечной мерзлоты. Так, на 228–м км дороги Р–297 «Амур» Чита – Хабаровск в Забайкалье установили пост наблюдения за метеорологическими и мерзлотными условиями. Позже четыре аналогичных поста появились на трассах А–331 «Вилюй» и Р–504 «Колыма» в Республике Саха (Якутия). Благодаря совместной работе федеральных казенных учреждений Упрдор «Вилюй», Упрдор «Забайкалье», Упрдор «Лена», ДСД «Дальний Восток», отраслевых экспертов и научных институтов Российской академии наук удалось разработать методические рекомендации по созданию системы мониторинга и сформировать план работ по расходам на создание этой системы, определить места размещения стационарных постов мониторинга, провести совет главных инженеров с целью обмена полученными результатами и выработки предложений по увеличению срока службы автодорог в зоне вечной мерзлоты.
На федеральных трассах в зоне вечной мерзлоты действуют семь постов мониторинга (в том числе на 288–м км трассы Р–297 «Амур») с двумя комплексами: метеонаблюдение и геокриологические наблюдения (скважины, водно–тепловой режим, температура, контроль за вечной мерзлотой). Уже сегодня можно сделать первый предварительный вывод: вечная мерзлота находится в жидком состоянии, поэтому в отдельных случаях теперь нужно предусматривать технические решения по стабилизации земляного полотна с устройством свайного основания, стабилизации слабых грунтов и грунтов под дорожную одежду, цементации и др. В планах Росавтодора – установить станции, которые будут выполнять мониторинг напряженно–деформированного состояния нежестких дорожных одежд. «Весь этот спектр исследований позволит нам получить новые данные о работе асфальтобетонов, асфальтобетонных слоев, и все это, конечно, будет направлено на совершенствование методик проектирования нежестких дорожных одежд», – отметил начальник Управления научно–технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обес-
печения Росавтодора Сергей Гошовец.
В 2024 году Федеральное дорожное агентство совместно со специалистами Российской академии наук и Роскосмоса провело оценку геокриологических условий на 800 км федеральной трассы Р–297 «Амур». В результате работы была составлена карта с указанием уровня опасности развития геокриологических процессов. «Это позволило ФКУ учесть данные при планировании дорожных работ для более рационального использования средств федерального бюджета. Потому что мы понимаем, что на участках, где активно идет развитие деформаций, выполнять капитальные работы преждевременно или, если их нужно выполнять, необходимо уделить особое внимание проектированию компенсирующих или защитных мероприятий. Это очень важно и позволяет нам более взвешенно принимать проектные решения», – отметил Сергей Гошовец. Работу в данном направлении продолжат в 2025 и 2026 годах. Оценка геокриологических условий будет проведена на других федеральных трассах – А–360 «Лена», Р–504 «Колыма» и А–331 «Вилюй».
Стоит добавить, что государственный фоновый мониторинг состояния многолетней (вечной) мерзлоты является частью государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды). Это предусмотрено федеральным законом от 10.07.2023 № 297–ФЗ, а постановлением Правительства РФ № 854 от 25 июня 2024 года утвержден порядок его осуществления.
Людмила Изъюрова
