Проблема освоения Арктической зоны России определяется огромными размерами территории и ее важностью для эффективного решения экономических, социальных и других сфер развития страны.

Статус Арктической зоны России определен указом Президента РФ № 296 от 02.05.2014 «О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации» и указом № 287 от 27.05.2017, которым внесены необходимые изменения и дополнения.

Арктическая зона занимает 4,8 кв. км, что составляет значительную часть всей территории России (около 28%). Важность решения задачи эффективного освоения определяется наличием на этой огромной территории значительных материальных ресурсов — месторождений полезных ископаемых, в том числе различных металлов, нефти, угля, а также леса и пр.

Создание условий для промышленной разработки месторождений полезных ископаемых, обеспечения эффективного и безопасного функционирования важнейшей транспортной магистрали — Северного морского пути, а также решение задач защиты территории делают актуальным освоение этого огромного пространства.

Особенности климатических, грунтово-­гидрологических условий Арктической зоны требуют для обеспечения эффективности выполняемых работ на этой территории тщательного учета этих особенностей при разработке проектных технических и конструктивных решений.

Что делать для обеспечения эффективного освоения этой огромной территории, определяется в первую очередь необходимостью создания наземной транспортной инфраструктуры, без которой невозможно дальнейшее успешное хозяйственное и социальное развитие арктической территории страны.

Развитие транспортной инфраструктуры Арктической зоны РФ обеспечивает основу для эффективного использования огромных потенциальных ресурсов региона. Решение вопросов развития транспортной инфраструктуры в Арктической зоне требует учета специфики климатических и грунтово-­гидрологических условий, крайне малой заселенности, очаговым расположением производственных объектов и объектов социально-­хозяйственной деятельности.

Все эти факторы определяют специфику требований к сооружению конструкций дорожных одежд, обеспечению их долговечности и требуемых транспортно-­эксплуатационных характеристик.

В частности, климатические условия Арктической зоны характеризуются преобладанием отрицательных температур в течение большей части года, высокой снегозаносимостью.

Грунтово-­гидрологические условия большей части региона характеризуются преобладанием вечномерзлых грунтов с кратковременным оттаиванием поверхностных слоев в течение короткого летнего времени.

Существенным фактором при строительстве автомобильных дорог в Арктической зоне является значительная специфика обеспечения строительства необходимой ресурсной базой дорожно-­строительных материалов вследствие удаленности на значительном протяжении пролагаемых трасс от возможных мест разработки карьеров песка, песчано-­гравийных материалов, горных пород.

В то же время на территории Арктической зоны России имеются местные предприятия горнодобывающей, нефтяной и нефтехимической промышленности, энергетики, лесного хозяйства и лесопереработки, строительной индустрии и пр., продукция, технологические «хвосты» и побочные продукты промышленного производства которых могут быть пригодными для использования при устройстве дорожных конструкций.

Вследствие ранимости местного тонкого почвенного покрова по экологическим соображениям недопустима разработка местных притрассовых грунтов для возведения земляного полотна. В то же время высокая снегозаносимость требует, чтобы высота насыпей на многих участках трассы была не ниже определенных (устанавливаемых расчетом) значений.

Обеспечение эксплуатационной надежности сухопутных транспортных маршрутов в Арктической зоне должно обеспечиваться путем предотвращения оттаивания поверхностного грунтового слоя в летнее время, приводящего к почти полному временному снижению несущей способности.

Все указанные факторы определяют необходимость разработки специального типа дорожных конструкций для строительства автомобильных дорог в Арктической зоне. Это обусловлено тем, что реализация традиционных технических решений, разработанных на основе опыта строительства дорог в районах средней полосы и юга России, в специфических условиях Арктической зоны неприемлема и не обеспечит требуемые технико-­экономические показатели и возможности длительной эффективной эксплуатации дорожных конструкций.

Реализация этой задачи достигается устройством в зимнее время теплозащитных элементов конструкции путем укладки на промерзший грунт конструктивных слоев из теплоизолирующих материалов.

Имеется широкий выбор материалов, обладающих низкой плотностью и теплопроводностью и в то же время достаточной прочностью на сжатие. Блоки из таких материалов могут быть использованы для устройства несущих слоев дорожных оснований. Это могут быть теплоизолирующие блоки из пенополистирола, пенополиэтилена, пенополиуретана, арболита, деревобетона и других материалов.

Пример конструкции с использованием таких материалов может включать, например, при работах в зимнее время укладку на прикатанный снежный покров подстилающего слоя из горелого леса и веток, на которые укладываются теплоизолирующие блоки выбранного типа, поверх которых укладывается скрепляющий слой из монолитных плит (например, дерево, бетон и пр.). На устроенное таким образом основание укладываются слои покрытия: нижний слой покрытия из керамзита, обработанного жидким битумом, гудроном или каменноугольной смолой, и верхний слой из холодного асфальтобетона.

При ширине верхнего слоя покрытия 7 м ширина подстилающего слоя должна быть не менее 20 м.

Особенности производства работ в Арктической зоне заключаются в необходимости выбора для начала работ времени, достаточного для полного промерзания оттаявшего за летний период поверхностного слоя грунта (например, начиная с середины января). Заготовка строительных блоков и лесоматериалов осуществляется заранее.

Учитывая разнообразие материалов, которые могут быть использованы при устройстве дорожных конструкций в Арктической зоне, целесообразно объявить конкурс среди возможных поставщиков, которые могут быть заинтересованы в участии в этих работах, учитывая огромные потенциальные объемы использования этих материалов при развитии транспортной инфраструктуры на обширных территориях Арктической зоны. Организации, заинтересованные в победе на этом конкурсе, могут предоставить свои материалы для осуществления строительства опытных участков длиной 300–500 м для последующей сравнительной оценки того или иного технического решения.

Необходимо отметить, что все сказанное об обеспечении эксплуатационной надежности конструкций дорожного основания при строительстве автомобильных дорог в Арктической зоне в полной мере относится и к строительству полотна железнодорожных магистралей и наземной сети аэродромов (естественно, с учетом специфики воздействия транспортных нагрузок и предъявляемых эксплуатационных требований).

Решение проблемы хозяйственного и социального развития территории Арктической зоны во многом связано с обеспечением эффективного, надежного и безопасного функционирования важнейшей транспортной магистрали — Северного морского пути. При этом следует учитывать, что чисто морской вариант трассы Севморпути имеет весьма уязвимый участок, проходящий в сравнительно узком Беринговом проливе вплотную с границами США.

К тому же проводка судов в зимнее время через мощные льды (толщиной 2 м и более) по Северо-­Восточному морю и далее на протяжении 1500–2000 км сопряжена со значительными энергетическими затратами.

Решение задачи обеспечения более высокой надежности, безопасности и экономической эффективности функционирования трассы Севморпути заключается в замене безальтернативного варианта проводки грузов чисто морским путем на комбинированный вариант, сочетающий морские участки Севморпути с сухопутными перевозками части грузов в зимнее время.

Эффективность взаимодействия морского и наземных компонентов транспортной инфраструктуры рассмотрена в работе автора /1/.

Комбинированный вариант Севморпути (или кратко «Северный путь») станет одной из важнейших транспортных магистралей Евразии, который наряду с «Шелковым путем» объединит страны Евразии в единую транспортную инфраструктуру.

В связи с этим для выполнения работ по строительству объектов транспортной инфраструктуры в указанном регионе могут быть привлечены бригады строительных рабочих и инженеров из стран, заинтересованных в использовании транспортного маршрута Севморпути (в частности, из Китая, Индии и других).

Для реализации эффективного развития транспортной инфраструктуры в Арктической зоне России необходимо принять и осуществить «Программу разработки специального типа дорожных конструкций, рассчитанных на осуществление строительства дорог с учетом специфики климатических, грунтово-­гидрологических и ресурсных условий Арктической зоны России».

В составе Программы целесообразно предусмотреть следующие этапы ее реализации:

 Этап 1.  Разработка Технического предложения с технико-­экономическим обоснованием необходимости разработки специального типа дорожных конструкций для осуществления строительства дорог в Арктической зоне России.

 Этап 2.  Разработка специального типа конструкции дорожной одежды, отвечающей специфике климатических, грунтово-­гидрологических и ресурсных условий Арктической зоны, обеспечивающей необходимые транспортно-­эксплуатационные показатели в течение требуемого срока службы.

 Этап 3.  Проведение комплекса исследований потенциально возможной ресурсной базы дорожно-­строительных материалов, включая экспериментальные исследования свой­ств местных материальных ресурсов с определением возможностей более полного использования продукции находящихся в Арктической зоне предприятий и оценкой качества всех видов нетрадиционных дорожно-­строительных материалов, пригодных для применения при строительстве разработанного типа дорожных конструкций.

 Этап 4.  Разработка необходимых технических требований к материалам, предназначенным для использования при устройстве дорожных конструкций в условиях Арктической зоны, а также технологических решений по производству строительных работ с учетом особенностей местных условий.

 Этап 5.  Проведение на начальном этапе комплекса работ по строительству опытных участков автомобильных дорог с использованием разработанных конструкций дорожных одежд, специально рассчитанных на осуществление программы по развитию автодорожной инфраструктуры в условиях специфики условий Арктической зоны России.

Для реализации указанной программы целесообразно сформировать специальную рабочую группу, включающую специалистов по проектированию дорожных конструкций, дорожно-­строительных материалов, а также специалистов по экономическим и стратегическим аспектам развития региона.

Руденский А. В., д. т. н., проф., академик АВН, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники

ЛИТЕРАТУРа:

Руденский А. В. — Эффективное взаимодействие между составляющими транспортной инфраструктуры — важный фактор развития страны // Автомобильные дороги, № 7, 2024. — с. 17.