Как укрепить дороги в зоне многолетней мерзлоты: простое решение российских ученых
Дороги на Крайнем Севере могут стать прочнее без дорогостоящих технологий. Ученые нашли неожиданное решение для районов вечной мерзлоты.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Ученые Института мерзлотоведения имени Мельникова СО РАН совместно со специалистами Управления автомобильной дороги «Вилюй» и Российского дорожного научно-исследовательского института предложили недорогой способ повышения устойчивости автомобильных дорог, построенных в зоне вечной мерзлоты (криолитозоне). Разработка направлена на борьбу с одной из главных проблем северной транспортной инфраструктуры — деформацией земляного полотна при сезонном оттаивании грунтов. Исследование опубликовано в электронном журнале «Геология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология» (2026, № 1).
Авторы показали, что существенно повысить прочность дороги можно с помощью добавления в основание негашеной извести (оксида кальция CaO), не прибегая к дорогостоящим инженерным решениям. Такой подход способен сократить стоимость строительства и ремонта дорог в северных регионах, где традиционные методы укрепления требуют значительных финансовых затрат.
Предложенная методика основана на использовании доступного сырья, которое улучшает механические свойства грунта и помогает сохранять устойчивость дорожной конструкции в условиях многократного замерзания и оттаивания.
Попав во влажный грунт, негашеная известь принимает на себя до 32% содержащейся в грунте и оттаявшей весной и летом воды. В ходе химической реакции известь превращается в гашеную Ca(OH)2. Обезвоженный грунт становится более плотным и твердым, в нем не так интенсивно образуются пучины, трещины и колеи.
Традиционные способы укрепления дорог на Севере предусматривают завоз песка, щебня и других сыпучих материалов. Транспортировка весьма затратна, при том, что завезенные материалы рано или поздно погружаются в вечную мерзлоту. Стоимость негашеной извести в несколько раз ниже стоимости песка и щебня, и требуется ее на порядок меньше по массе.
Конечно, дорожное полотно после обработки станет ощутимо едким, но если не ходить по нему босиком, то особых проблем у людей возникнуть не должно. Правда, нужно оценить возможный вред четвероногим обитателям Крайнего Севера.
Как проходило исследование
В ходе полевого сезона в Центральной Якутии авторы зафиксировали пучинистые деформации на грунтовых дорогах федерального, регионального и муниципального значения. В 44 локациях были взяты пробы грунта. Затем в лаборатории в грунт добавляли в разных пропорциях оксид кальция и наблюдали за поведением смеси. В результате были определены оптимальные соотношения для грунтов разного состава и влажности.
Так, уже внесение 6% CaO в грунт с влажностью 20-40% он переходит в категорию «непучинистого». Это важно не только с точки зрения комфорта и безопасности перевозок. Непучинистое основание становится долговечным и прочным и не разрушается в сильные морозы. Морозное пучение грунтов — бич инженерной инфраструктуры на Крайнем Севере (да и в бореальном поясе тоже). Это касается не только дорог, но и объектов капитального строительства, трубопроводов и т.д.
Важно, что модификация не влияет на тепловой режим грунта и позволяет сохранить мерзлотное основание дороги.
Полученные результаты могут использоваться как при возведении новых трасс, так и при ремонте существующей дорожной сети в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов.
О неочевидной роли рек в таянии вечной мерзлоты мы рассказали здесь.
российские ученыеКлиматПоделиться
