Будівництво доріг - вирішення транспортної доступності лісових масивів

Московський державний університет лісу

ПІДВИЩУЮТЬ ЕФЕКТИВНІСТЬ ЛІСОВОГО ГОСПОДАРСТВА)

Будівництво доріг - вирішення транспортної доступності лісових масивів

У періоди гострої потреби у деревині (індустріалізація, повоєнне відновлення господарства) основний її обсяг заготовлявся у європейській частині країни. Сьогодні ресурси лісу у цих зонах, за винятком Півночі, виснажені. До того ж, територія лісів значно скоротилася за рахунок зростання міст, сільських поселень, сільськогосподарських земель, промислових об'єктів, будівництва доріг.

У міру зростання попиту на деревину та виснаження її запасів у господарсько освоєних регіонах промисловість змушена переміщатися на нові лісові території. Основні лісові багатства збереглися Півночі Європейської частини Укаїни, Уралі, Сибіру та Далекого Сходу. Це неосяжні простори, суворі, мало заселені, з нерозвиненою транспортною інфраструктурою, у багатьох районах практично з відсутністю якісних дорожньо-будівельних матеріалів.

Сучасна структура лісозаготівельної промисловості така, що заготівлею деревини займаються понад 5,5 тис. юридичних та фізичних осіб. Підприємства з обсягом заготівель до 50 тис. м3 на рік становлять 93% від загальної кількості. Очевидно, такі підприємства не можуть вирішити всіх проблем будівництва лісових доріг. У лісовій промисловості застосовується триступінчаста структура дорожньої мережі - магістралі, гілки та вуса. Такі параметри дорожньої мережі, як відстань між магістралями, гілками та вусами оптимізуються (рис. 1). Подібна мережа лісових шляхів є найбільш економічним варіантом транспортного освоєння лісового масиву.

Мал. 1. Принципова схема лісовозних доріг

Умежах одного лісового масиву заготівлю лісу щорічно переміщують нові лісосіки. Але для цього необхідно щороку будувати нові дороги – подовжувати магістралі та гілки, прокладати нові гілки та вуса. Це робить дорожнє будівництво обов'язковим елементом технологічного циклу лісозаготівель поряд з валкою, трелюванням і вивезенням лісу.

Однак будівництво лісових доріг є капіталомістким. Вартість будівництва 1 км. магістралі (або гілки) становить від 1 млн. руб. і більше, а одного км вуса – від 300 до 800 тис. руб. Застосування на валці та трелювання лісу колісної техніки дозволяє варіювати відстань трелювання в досить широких межах. Це дає можливість лісозаготівельникам у ряді випадків залежно від місцевих умов та сезону року виключати будівництво гілок або вусів. У цьому випадку відстань між дорогами дорівнює подвійній відстані трелювання (рис. 2). Заготовлену деревину вивозять споживачеві або заздалегідь складують уздовж дороги.

Мал. 2. Дороги в лісовому масиві прокладають з відривом 2/тр

Отже етапи транспортного освоєння лісових масивів такі:

поділ лісового масиву на зони літнього та зимового вивезення деревини;
визначення густоти доріг;
вибір структури мережі доріг; - Планування мережі доріг;
визначення протяжності доріг на перспективу та на один рік;
визначення вартості будівництва доріг.

При розробці транспортного освоєння лісових масивів враховується значна кількість факторів, що впливають:

У сприятливих умовах (сухі місця, добрі грунти, є дорожньо-будівельні матеріали) будівництво лісових доріг не викликає особливих труднощів. Але в багатьох багатих на ліси суб'єктах України будівництводоріг ускладнюється природно-кліматичними умовами - ґрунтами з низькою несучою здатністю, заболоченістю, відсутністю дорожньо-будівельних матеріалів та ін.

Такі умови вимагають індивідуального підходу до конструкції та технології будівництва доріг. На обводнених ділянках місцевості та на болотах, де зведення земляного полотна вимагає великої кількості привізного дренуючого ґрунту і за відсутності місцевих кам'яних матеріалів зазвичай влаштовують дороги з деревогрунтовими, колійними щитовими збірно-розбірними або лежневими конструкціями дорожнього одягу, з лісосічних відходів та відходів. У конструкції таких доріг широко використовують лісосічні відходи, відходи лісопиляння, круглу деревину діаметром 10-26 см або брус. Колейні покриття з інвентарних щитів ефективніші, ніж лежневі, оскільки забезпечують повторність їх використання. Витрата ділової деревини на 1 км колійних доріг із деревини залежно від ґрунтово-гідрологічних умов становить від 400 до 1000 м3 (рис. 3). Вартість будівництва подібних доріг досягає 1 млн. руб/км, а тривалість будівництва від 1 до 3 місяців.

Мал. 3. Діюча лісовозна гілка

До того ж колійні дороги мають суттєві недоліки-значні перерви руху в результаті сходу лісовозів, особливо завантажених з колії.

тенденція використання деревної сировини, що намітилася останнім часом, як біопаливо може викликати зростання цін на низькосортну деревину і деревні відходи. Це, у свою чергу, спричинить дефіцит деревини та деревних відходів як дорожньо-будівельного матеріалу.

В даний час лісозаготівельники цікавляться використанням геоматеріалів для будівництва доріг. Тому необхідно вже зараз широковикористовувати нові матеріали та технології у будівництві лісових доріг.

Перші спроби будувати лісовозні дороги із застосуванням геоматеріалів були зроблені в 70-80-х роках минулого століття в Крестецькому, Оленінському, Усть-Куломському ЛПГ та ін.

Досвід експлуатації контрольних ділянок лісовозних доріг з армуючими прошарками показав високі експлуатаційні якості доріг, особливо у весняний період. Однак широкого поширення такі технології не набули переважно через дефіцит геоматеріалів. Щоб ліквідувати цей дефіцит за завданням Мінлісбумпрому СРСР у ЦНДІБЕ було розроблено армований бітумований папір (АББ), випуск якого був освоєний Сегезьким ЦПК. Однак із середини 80-х років минулого століття роботи у цьому напрямі припинили.

У 2009-2010 роках. в республіці Комі та в Архангельській області були побудовані дослідні ділянки лісових доріг із застосуванням геосіток, георешіток та геотекстилю.

У Республіці Комі влітку 2009 р. у Сисольському районі було збудовано експериментальну ділянку дороги з геосіткою довжиною 200м та шириною земляного полотна 5м. По ширині природної основи дороги пні не корчувалися, а спилювалися на рівень із землею. Тим самим зберігалася коренева система та мохорослинний шар, які армують ґрунт. Нерівності мікрорельєфу заповнювалися лісосічні відходи. Було побудовано два варіанти дорожньої конструкції.

У першому - геосітка укладалася на поверхню невисокого насипу з подальшим засипанням шаром ґрунту, тобто сітка була під ґрунтовим дорожнім одягом (рис. 4).

Мал. 4. 1-й варіант. Геосітка укладається на поверхню невисокого насипу з подальшим засипанням шаром грунту.

У другому – на підготовлену ґрунтову основу укладалася геосітка, на неї – шар відходів.лісопилення з подальшим відсипанням шару ґрунту, який є дорожнім одягом (рис. 5, 6).

Мал. 5. 2-й варіант. Геосітка укладається на підготовлену ґрунтову основу (пні спилювалися в рівень з поверхнею землі, нерівності мікрорельєфу заповнювалися лісосічною відходами)

Мал. 6. 2-й варіант. На геосітку укладався шар відходів лісопиляння, на який відсипався шар ґрунту.

При будівництві можна використовувати некондиційну або спеціально виготовлену фракціоновану тріску. На 1 км. дороги потрібно 5000 м2 сітки, вартість 1 км. близько 1 млн. рублів, а тривалість будівництва 10-20 днів. У будівництві лісових доріг застосовуються не тільки геосітка, а й геотекстиль та об'ємні георешітки. Дорожні конструкції з такими матеріалами та технології їх будівництва розроблені (рис. 7).

Мал. 7. У будівництві лісових доріг застосовуються крім геосіток також геотекстиль та об'ємні георешітки

Призначення геосіток та геотекстилів у дорожніх конструкціях:

армування дорожньої конструкції;
розподіл навантаження на велику площу та збільшення тим самим несучої здатності ґрунту;
запобігання взаємопроникненню ґрунту та зернистих матеріалів;
зміцнення укосів насипів та виїмок.

Геотекстиль до того ж виконує функції дренованих і капіляропереривних прошарків, покращуючи водно-тепловий режим земляного полотна. Укладання геоматеріалів технологічне, не вимагає спеціальної техніки та великих витрат. Використання геоматеріалів дозволяє знизити витрати дорожньо-будівельних матеріалів. Наприклад, при будівництві гравійного одягу економія гравію становить 20-25%.

Що стримує застосування геосинтетиків убудівництві лісових доріг?

низький рівень обізнаності щодо використання геосинтетиків у дорожній справі;
мала кількість досвідчених ділянок лісовозних доріг, побудованих переважно до 1980 р., відсутність систематичних спостережень їх і, як наслідок, недостатньо вивчений досвід застосування геосинтетиків у будівництві лісовозних доріг;
відсутність проектувальників, які володіють методиками застосування геоматеріалів у дорожніх конструкціях. Простіше використовувати накатані шляхи будівництва доріг, ніж освоювати нові технології;
віддаленість фірм-виробників геосинітетик від об'єктів будівництва лісових доріг.

Важливим напрямом у будівництві лісових доріг з метою здешевлення вартості їх будівництва є максимальне використання доступних місцевих матеріалів. Це природні матеріали (слабкі вапняки та пісковики, крейда, опока, гравійні та піщаногравійні суміші, дерева, бітумінозні гірські породи та ін.); мінеральні та органічні побічні продукти промисловості (шлами, золи, шлаки, формувальні піски, горілі породи, кислий гудрон, мазутні очищення, таловий пек, гідролізний лігнін, сульфатно-спиртова барда та ін.); вторинна сировина (старий асфальтобетон, браковані бетонні та залізобетонні вироби, старий цементобетон, бій цегли та ін.); деревні матеріали (тирса, тріска, відходи лісопиляння, кора, лісосічні відходи та ін.).

Навіть якщо якийсь час лісова дорога не експлуатується, все одно періодично слід виконувати необхідний мінімум робіт із її утримання. Передання забуттю веде до швидкого їх заростання як наслідок до відсутності доріг в освоєних раніше лісосировинних базах. І знову доводиться будувати лісові дороги, де вони вже були одного разу збудовані. А гостра потреба влісових дорогах було особливо продемонстровано лісовими пожежами влітку 2010р.

Будівництво лісових автомобільних доріг з використанням нових ефективних технологій та матеріалів збільшує надійність та термін служби дорожніх споруд, сприяє зростанню технічного рівня та транспортно-експлуатаційного стану доріг, знижує вартість дорожніх робіт та підвищує екологічну безпеку на дорогах.