Доклад на тему «Асфальтирование дороги в условиях вечной мерзлоты» (9 класс)

МОБУ СОШ №30 им. В. И. Кузьмина

 

 

 

 

 

 

 

 

Доклад по теме:

Асфальтирование дороги

в условиях вечной мерзлоты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Егорова Наталья Николаевна

 

Якутск- 2024 г.

 

 

 

 

 

Цель работы

 

Изучения строительства и эксплуатации асфальтированных дорог в условиях крайнего севера.

 

 

Задачи:

- Изучение особенности строительства дорог обустройство дорожного полотна.

-создание промышленных технологических способов структурирование дорожного полотна

-изучение проблем устойчивости автомобильных дорог

-оценка экономической эффективности дорожного строительства в равнинных и высокогорных районах многолетней мерзлоты.

 

Актуальность:

 

Асфальтирование в условиях вечной мерзлоты крайне важная тема. Ведь для перемещения между городами с помощью транспорта нужны очень качественные дороги. которые смогут выдержать суровые погодные условия Сибири и прослужить долго. Перемещение с помощью транспорта намного выгодней авиа перелетов и это касается не только людей, но и жизненно необходимых продуктов, а также различных материалов.

 

 

 

 

 

 

 

План работы

 

 

Введение

Автомобильные дороги

Особенности климата

Состав асфальта, характеристики.

Практическая часть

Вывод

Использованная литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Качество дороги играет важную роль в развитии жизни людей. В Германии, когда строили города первым делом проложили дороги. У нас в Якутии в условиях вечной мерзлоты также строят дороги, укладывают асфальт. В нашей родной Нюрбе дороги стали асфальтировать начиная с прошлого года. Нюрба стала облагораживаться, слала комфортно ездить по дороге. По федеральному проекту с охватом Якутск – Нюрба пролаживается асфальт. На самолете возит товары жизненной необходимость, людей обходится очень дорого. Поэтому альтернативой является дорожные перевозки. Так, что улучшение качества дорог является для нас экономически целесообразным.

При сложнейших климатических условиях проложить асфальт дело очень трудоемкое. Надо учитывать, что вечное мерзлота оказывается не вечной. По исследованиям ученых и наблюдением людей из – за перемещения полюсов земли идет потепление климата. Поэтому на сегодняшний день дать проектировщикам и инженерам объективную характеристику геокриологической среды. Если знать грунты, прогноз их возможного изменения под воздействием природных и технологических факторов можно сделать адекватные проекты и построить качественные дороги, которые смогут долго эксплуатироваться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биография современной вечной мерзлоты начала складываться 1 — 2 млн. лет назад. Мерзлотные процессы реагируют на изменения природной среды разной продолжительности: от многих тысячелетий до кратковременных, охватывающих всего несколько лет.

Расчеты показали, что вечная мерзлота в современных климатических условиях не может сформироваться, она возникла при более низких отрицательных температурах. Об этом свидетельствуют и реликтовые, не развивающиеся сейчас гигантские повторно-жильные льды в центральной и северной Якутии.

Контуры вечной мерзлоты за последние 1 — 1,5 млн. лет изменились. На основании точных физических датировок возраста мерзлых толщ ученые установили, что вечная мерзлота существует в Якутии, по крайней мере, на протяжении 1 млн. лет. Предполагается, что с получением новых данных этот возрастной рубеж еще опустится в глубь веков. Наиболее древние мерзлые толщи найдены в Колымской низменности на севере Якутии, поэтому ее нередко называют колыбелью вечной мерзлоты. Следовательно, в вечной мерзлоте Якутии содержатся самые древние из обнаруженных на нашей планете льды.

Подземные льды вечномерзлых толщ оказываются, таким образом, значительно древнее льдов современных наземных ледников, даже антарктического ледникового покрова, ледовая масса которых из-за постоянного движения полностью обновляется за десяток тысяч лет.

Кандидат географических наук, ведущий климатолог Института мерзлотоведения Юрий СКАЧКОВ, говоря о глобальном потеплении и его влиянии на Якутию, отметил, что сообществом климатологов мира до конца этого века выданы самые различные сценарии развития глобальной ситуации - от возможного похолодания вплоть до температурного апокалипсиса на отдельных территориях из-за сильной жары. Что же касается ситуации в этом регионе, то, анализируя данные 52 метеостанций из 108 существующих с 1966 по 2015 год, он отметил, что по всем ним наблюдается повышение среднегодовой температуры. И происходит это в основном за счет повышения средних температур зимнего периода - летом они мало меняются.

Юрий Борисович отмечает, что климат в Якутии меняется в контексте глобального потепления климата земли, и России в частности, которое последние 10-15 лет держится на очень высоком уровне, и эти годы были самыми теплыми в истории земли за все время метеонаблюдений. Теперь зимой уже нет прежних аномально низких температур, как - 55-59 градусов, которые наблюдались в 1979 году. Зачастую температура зимой лишь изредка превышает 50 градусов. При этом ветер практически отсутствует, если температуре ниже - 40 градусов.

Ученый считает, что это происходит, прежде всего, под влиянием парникового эффекта за счет увеличения в атмосфере углекислого газа - с конца ХIХ века по настоящее время рост его доли составил полтора раза. В меньшей степени на потепление климата влияет увеличение доли метана. Однако последние исследования показывают, что рост доли в атмосфере метана необходимо тоже серьезно учитывать. Его в атмосфере заметно меньше углекислого газа, но на процессы глобального потепления он, как считают эксперты, воздействует минимум в 10 раз сильнее, чем CO2.

В ТОП-10 наиболее ярких и важных научных результатов по итогам 2017 года для научного портала Indicator.Ru эксперты Российского научного фонда (РНФ) в разделе «Науки о Земле» назвали лучшим исследование ученых Томского политехнического университета, которое доказывает, что подводная мерзлота Восточно-Сибирского арктического шельфа деградирует значительно быстрее, чем считалось прежде, и это серьезно повышает массированные выбросы метана, считающегося вторым по значимости парниковым газом.

Ранее предполагалось, что до конца нынешнего века протаивание подводного слоя льда в морях Восточной Арктики не может превысить нескольких метров, а зоны полного протаивания льда могут возникнуть на шельфе лишь через сотни, а то и тысячи лет. То есть выход в атмосферу метана, связанного мерзлотой и льдом, не должно было превышать угрожающих объемов. Но, исследуя результаты повторного бурения скважин, выполненных Институтом мерзлотоведения СО РАН, томские ученые выяснили, что вертикальное протаивание подводной мерзлоты ускорилось, и за последние 30 лет доходило до 18 см в год при среднем значении 14 см в год, а это практически на порядок быстрее, чем считалось прежде. Фоновые концентрации содержания метана в приводном слое в зоне восточной Арктики сегодня превышают фоновые по планете в 2-4 раза, и, видимо, именно это стимулирует более ускоренный «разогрев» воздуха над Северным Ледовитым океаном, чем над континентальными северными и восточными территориями страны, что следует из оценки главного метеоролога. Это, в частности, влияет на стремительное сокращение шапки ледовых полей в Северном полушарии.

Автомобильная дорога – комплекс инженерных сооружений, предназначенный для обеспечения безопасного и удобного движения транспортных средств с установленными скоростями, нормативными нагрузками и габаритами, которые определяются правилами дорожного движения, ГОСТ, СНиП и другими нормативными актами.

Современная автомобильная дорога рассчитана на преимущественный пропуск основного вида транспортных средств – автомобилей. Гусеничные машины, разрушающие дорожную одежду, и конные повозки, процент которых в современном составе движения в большинстве стран ничтожен, должны следовать по параллельным грунтовым дорогам или по специально устраиваемым тракторным путям. Поэтому основными видами подвижного состава автомобильных дорог являются различные типы автомобилей – автобусы, легковые и грузовые автомобили, автопоезда. В сельскохозяйственных районах на дорогах возможно движение тракторных поездов с несколькими прицепами. Допускается проезд мотоциклов и сельскохозяйственных машин на резиновых шинах.

Как и любое инженерное сооружение, дорога может обеспечивать пропуск только тех нагрузок и в том количестве, на которые она рассчитана при проектировании. Между тем прогресс в автомобилестроении приводит к непрерывному совершенствованию и изменению типов автомобилей, модели которых меняются на каждом заводе через несколько лет. Существует устойчивая тенденция к увеличению грузоподъемности автомобилей и к более широкому использованию автопоездов.

Каждая дорога служит десятки лет и поэтому невозможно заранее точно предугадать параметры автомобилей, которые будут по ней ездить в будущем. Экономически нецелесообразно в то же время строить дороги с избыточным запасом прочности, рассчитанным на многие годы вперед. Поэтому разрабатывают стандарты на габариты автомобилей и нагрузки от них, которые обязана соблюдать автомобильная промышленность и к которым приспосабливают нормы на элементы автомобильных дорог.

В качестве одного из самых часто используемых дорожно-строительных материалов сегодня используется асфальт, ГОСТ которого предполагает необходимость соблюдения плотности и состава. На сегодняшний день известно несколько марок, разновидностей и типов данного материала. Основанием для классификации служат не только исходные компоненты, но и соотношение в составе их массовых долей. Подразделяется асфальт по категориям еще и по той причине, что составляющие могут иметь разную фракцию, что касается щебня и песка, а также степень очистки минерального порошка.

Состав асфальта предполагает наличие: гравия; щебня; песка; битума; минерального порошка. Что касается щебня, то некоторые разновидности данного покрытия не предусматривают его использования. Однако щебень или гравий необходимы, если осуществляется асфальтирование территории с учетом сильных кратковременных нагрузок и высокого трафика на покрытие. Упомянутые материалы при этом выступают в роли каркасообразующего защитного элемента. В качестве обязательного исходного сырья используется минеральный порошок, он содержится в составе любых разновидностей и марок асфальта. Массовая доля этого порошка определяется с учетом требований и задач к вязкости. Если использовать минеральный порошок в большом объеме, то материал получит способность гасить колебания мостовых конструкций, не покрываясь трещинами.

Ресурсы, используемые при изготовлении асфальта

Асфальтобетон изготавливается из смеси битума, крупных и мелких заполнителей по типу (гравия, щебня, песка), минерального порошка и других компонентов.

Битум – это черная горная смола которая образуется в каменноугольных породах.

В начальной стадии строительства и реконструкции автомобильных дорог выполняются инженерно-геологические изыскания, потом разрабатываются проектные решения, потом идет процесс непосредственного строительства. Одна из задач первого этапа - оценить характер и параметры распространения многолетних мерзлых пород, дать прогноз динамики их возможного развития, ведь дороги строятся не на один год.

 

 

 

 

 

 

Практическая часть

Укладывать асфальт стоит летом в засушливую погоду так асфальт засыхает намного быстрее, и укладка 2 слоя становится намного проще. Зимой же укладка асфальта является трудоемкой задачей, так же качество асфальта во много раз ухудшится из-за замершего грунта который начнет таять, весной асфальт деформируется.

1.При укладке асфальта температура асфальта может достигать 160-170 градусов, которое мы определили с помощью цифровой лаборотории мультидатчика с температурным щупом по программе releon lite. Образец асфальта был принесен в калориметре с асфальтобетонного завода.

С прошлого года в Нюрбе идет облагораживание дорог и для этих целей было изготовлено 45тыс тонн асфальтобетонной смеси этой смеси хватило на 15 км дорог

2. Стоимость асфальта за 1 м^2 = 50 у.е.

1у.е. =71руб

50у.е*71руб = 3550руб

15 000м*3500руб = 53 250 000руб за 15 км асфальта без учета других расходов

Стоимость асфальта в ценах

3. Подтверждение соблюдения технологии укладки и качества дорог. Сравнили Мурманск(юг) и Якутию(север). В Южных краях состав и очередность асфальта другая чем в Якутии.

Мурманск

Якутия

 

Как асфальтируют дороги в Сибири

Укладка асфальта состоит из нескольких частей:

Подготовка почвы

Выравнивание песком

Покрытие дороги несколькими слоями щебня

Пропитка битумом

Накладывается геосетка

Покрытие асфальтобетоном

Финишное покрытие асфальтом.

 

 

 

 

Вывод:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Использованная литература:

Мельников П.И., Ильмина Т. Е. Обживая мерзлоту.»2015г.

Интернет ресурс.

Рудич К.Н.Тепло и холод Севера.М. Наука.2018г