По результатам мониторинга состояния автомобильных дорог в криолитозоне выявлена распространенная проблема, заключающаяся в формировании чаш оттаивания в зоне входных отверстий водопропускных труб в основании автомобильных дорог, которые в свою очередь приводят к осадке основания и разрушению дорожного полотна. В статье изложены результаты научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, целью которой являлось получение достаточного количества теоретических и экспериментальных данных, необходимых для совершенствования методов устройства водопропускных искусственных сооружений в основании автомобильных дорог в криолитозоне. Методология исследования заключалась в разработке программы работ, проведении лабораторных исследований, систематизации данных, полученных в результате эксперимента, их анализе и обобщении с проведением численных теплотехнических расчетов, а также в разработке рекомендаций по устройству водопропускных сооружений под полотном автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах. Для решения поставленных задач проведена серия лотковых экспериментов в масштабе 1:32. Испытания проведены циклами «лето — зима». Этап «лето» характеризовался постоянной среднелетней температурой воздуха и постоянным равномерным движением воды через водопропускную трубу. Этап «зима» характеризовался постоянной среднезимней температурой воздуха и отсутствием воды. В качестве исходных данных использовались климатические параметры метеорологической станции г. Дудинка. Для детального анализа результатов лотковых испытаний выполнен комплекс лабораторных опытов по определению физико-механических и теплофизических свойств исследуемых грунтов. При сравнении данных теплотехнических расчетов и лотковых испытаний, получено, что наиболее важными условиями, обеспечивающими нормальную эксплуатацию водопропускного сооружения, являются отсыпка основания водопропускного сооружения непучинистым и несжимаемым при оттаивании грунтом, применение конструктивных решений, не допускающих неравномерную осадку. По результатам работы предложен конструктивный способ предотвращения чрезмерного оттаивания грунтов основания водопропускных труб, заключающийся в применении тепло- и гидроизоляции.

1. Артамонов Е.А., Волченков Г.Я., Клейнер Е.С., Подвальный Р.Е., Потапов А.С., Щербина К.Б., Янковский О.Я., 1982. Водопропускные трубы под насыпями, под ред. О.А. Янковского. Транспорт, Москва.
2. Вавринюк Т.С., 2013. Оценка устойчивости и деформативности земляного полотна железных дорог в условиях распространения мерзлоты. Автореф. дис. … канд. техн. наук, МИИТ, Москва, с. 8–9.
3. Гнедовский В.И., 1938. Трубы под железнодорожными насыпями. Трансжелдориздат, Москва.
4. Ильина О.Н., Жамиев Ю.С., 2023. Ремонт водопропускной трубы и моста через реку Казкаш на автомобильной дороге «Богатые Сабы — Лесхоз» в Сабинском районе Республики Татарстан. Автомобильные дороги и транспортная инфраструктура, № 2(2), с. 55–56.
5. Касаткин Н.Е., 2014. Динамика приледниковых озер бассейна р. Малая Алматинка по данным наземного мониторинга. Лед и снег, Том 54, № 1, с. 125–134.
6. Крицкий М.Я., 2007. Стабилизация деформаций высоких насыпей над водопропускными трубами. Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения, № 17, с. 62–65.
7. Хрусталев Л.Н., 2019. Основы геотехники в криолитозоне. ИНФРА-М, Москва, с. 223–240.
8. Переселенков Г.С., Пассек В.В., Орлов Г.Г., Штейн А.И., Челобитченко С.А., Черкасов А.М., 2017. Перспективы использования опыта применения двухэтапной технологии при проектировании и строительстве земляного полотна и малых искусственных сооружений на примере железнодорожной линии Салехард-Надым. Инженерные изыскания для объектов транспортной инфраструктуры, Материалы второй Общероссийской научно-практической конференции, Москва, 2017, с. 35–47.
9. Пассек В.В., 2014. Особенности проектирования участков смежных дорог на вечной мерзлоте. Путь и путевое хозяйство, № 3, с. 6–11.
10. Чжан Р.В., 2015. Грунтовые плотины в криолитозоне России в условиях изменения климата: проблемы обеспечения устойчивости.Теоретические и прикладные аспекты современной науки, № 8-3, с. 141–149.
11. Шабуров С.С., Волкова Е.В., 2022. Технологии и материалы для ремонта автомобильных дорог в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость, Том 12, № 2(41), с. 248–255, https://doi.org/10.21285/2227-2917-2022-2-248-255.
12. Шаров А.Н., Толстиков А.В., 2020. Гидрологический и биологический режимы озер Восточной Антарктиды. Трансформация экосистем, Том 3, № 3(9), с. 77–86.

АЛЕКСЕЕВ А.Г.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, adr-alekseev@yandex.ru
Адрес: Рязанский пр-кт, д. 59, г. Москва, 109428, Россия
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, г. Москва, Россия
Адрес: Ярославское шоссе, д. 26, г. Москва, 129337, Россия
САЗОНОВ П.М.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, sazonov-pm@yandex.ru
ЗОРИН Д.В.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, zorinsved@mail.ru
ДЫМЧЕНКО И.А.*
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, 89212002055i@gmail.com

Monitoring results of a condition of roads in the permafrost zone have identified a widespread problem, namely: formation of thawing troughs in the area of culvert inlets which in their turn lead to subsoil settlement and degradation of the roadbed. The paper stipulates the results of research and development work aimed at obtaining a sufficient amount of theoretical and experimental data, which are required to update methods of construction of road culverts in the permafrost zone. The research methods included development of works procedure, conduction of laboratory tests, systematization of data obtained during the experiment, their analysis and summarization using numerical thermal-technical calculations, as well as elaboration of recommendations on construction of culverts under the roadbed in permafrost soils. In order to reach the set goals a series of trough tests in the scale 1:32 was conducted. The tests were made in cycles “summer — winter”. The “summer” stage was characterized by the permanent average summer air temperature and a constant uniform water flow through the culvert. The “winter” stage was characterized by the permanent average winter air temperature and absence of water. The climatic parameters of the meteorological station Dudinka were used as the initial ones. A set of laboratory tests for definition of physical-mechanical and thermal-physical tested soil properties was conducted for detailed analysis of the results of trough tests. At comparing data of thermal-technical calculations and trough tests it was identified that the most important conditions proving normal operation of a culvert structure include filling culvert subsoil with non-heaving soil uncompressible at thawing, application of structural solutions, which do not allow differential settlements. Based on the results of work there has been proposed a constitutive method to prevent excessive thawing of soils under culverts implying the use of heat insulation and waterproofing.

1. Artamonov E.A., Volchenkov G.Ya., Kleiner E.S., Podvalny R.E., Potapov A.S., Shcherbina K.B., Yankovsky O.Ya., 1982. Culverts under embankments, in O.A. Yankovsky (ed.). Transport, Moscow. (in Russian)
2. Vavrinyuk T.S., 2013. Assessment of the stability and deformability of the roadbed of railways in conditions of permafrost distribution. Extended abstract of PhD Thesis, Moscow Institute of Transport Engineers, Moscow, pp. 8–9. (in Russian)
3. Gnedovsky V.I., 1938. Pipes under railway embankments. Transzheldorizdat, Moscow. (in Russian)
4. Ilyina O.N., Zhamiev Yu.S., 2023. Repair of the culver and bridge over the Kazkash River on the road “Bogatye Saby – Leskhoz” in Sabinsky district of the Republic of Tatarstan. Avtomobilnye Dorogi i Transportnaya Infrastruktura, No. 2(2), pp. 55–56. (in Russian)
5. Kasatkin N.E., 2014. Dynamics of glacial lakes in Malaya Almatinka River basin according to the ground-based monitoring data. Ice and Snow, Vol. 54, No. 1, pp. 125–134. (in Russian)
6. Kritsky M.Ya., 2007. Stabilization of deformations of high embankments above culverts. Siberian Transport University Bulletin, No. 17, pp. 62–65. (in Russian)
7. Khrustalev L.N., 2019. Fundamentals of geotechnics in the cryolithozone. INFRA-M, Moscow, pp. 223–240. (in Russian)
8. Pereselenkov G.S., Passek V.V., Orlov G.G., Stein A.I., Chelobitchenko S.A., Cherkasov A.M., 2017. Prospects for using the experience of applying two-stage technology in the design and construction of roadbeds and small artificial structures using the example of Salekhard-Nadym railway line. Engineering surveys for transport infrastructure facilities, Materials of the Second All-Russian scientific and practical Conference, Moscow, 2017, pp. 35–47. (in Russian)
9. Passek V.V., 2014. Design features of adjacent road sections on permafrost. Railway Track and Facilities, No. 3, pp. 6–11. (in Russian)
10. Zhang R.V., 2015. Earth dams in the cryolithozone of Russia in the context of climate change: problems of ensuring sustainability. Teoreticheskie i Prikladnye Aspekty Sovremennoj Nauki, No. 8-3, pp. 141–149. (in Russian)
11. Shaburov S.S., Volkova Е.V., 2022. Technologies and materials for overhauling roads in permafrost areas. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitelstvo. Nedvizhimost, Vol. 12, No. 2(41), pp. 248–255, https://doi.org/10.21285/2227-2917-2022-2-248-255. (in Russian)
12. Sharov A.N., Tolstikov A.V., 2020. Hydrological and biological regimes of lakes of East Antarctica. Ecosystem Transformation, Vol. 3, No. 3(9), pp. 77–86. (in Russian)

ANDREY G. ALEKSEEV
Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Research Center of Construction JSC; Moscow, Russia; adr-alekseev@yandex.ru
Address: Bld. 59, Ryazanskiy Ave, 109428, Moscow, Russia
Moscow State (National Research) University of Civil Engineering; Moscow, Russia
Address: Bld. 26, Yaroslavskoe Hwy, 129337, Moscow, Russia
PAVEL M. SAZONOV
Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Research Center of Construction JSC; Moscow, Russia; sazonov-pm@yandex.ru
DMITRY V. ZORIN
Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Research Center of Construction JSC; Moscow, Russia; zorinsved@mail.ru
ILYA A. DYMCHENKO*
Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Research Center of Construction JSC; Moscow, Russia; 89212002055i@gmail.com