Введение

Обеспечение устойчивости откосов земляного полотна — одна из главных задач при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. Ежегодно от размывов, оползней и обрушений страдают тысячи километров дорог, что приводит к значительным затратам на ремонт и ограничению пропускной способности. Как отмечается в ОДМ 218.2.078–2016 [1], выбор типов конструкции укрепления должен основываться на комплексном учете природно-климатических, гидрологических и инженерно-геологических условий.

В этой статье рассматриваются современные способы укрепления откосов, их преимущества и недостатки, а также оптимальные условия применения. Исследование основано на анализе научных публикаций, монографий, технической документации и нормативных актов, доступных в открытых источниках.

1. Классификация методов укрепления откосов.

В зависимости от используемых материалов и принципа действия способы укрепления можно разделить на следующие группы (по [2, 3]):

Ниже рассмотрены наиболее распространенные и перспективные методы.

2. Биологические и биотехнические методы.

Биологическое укрепление — самый экологичный и часто самый дешевый способ. Он эффективен при уклонах до 1:1,5–1:2 и отсутствии постоянного затопления.

Посев многолетних трав — классический метод . Технологические карты (например, ТТК «Укрепление откосов посевом многолетних трав» [4]) регламентируют подготовку поверхности, внесение удобрений, выбор травосмесей. Однако простой посев не всегда дает быстрый результат — требуется время на развитие корневой системы.

Гидропосев с использованием мульчирующих составов позволяет закрепить семена на крутых откосах и ускоряет появление всходов. По данным Перевозникова Б. Ф. [5], биологические методы эффективны в сочетании с геосинтетикой.

Биоматы (кокосовые, соломенные, биоразлагаемые) — современное решение для временной защиты откоса на период формирования травостоя. Как показано в статье о применении биоматов в районах Крайнего Севера [6], они снижают эрозию на 85–95 % и полностью разлагаются через 2–3 года, не засоряя среду.

Ограничения: биометоды не применимы на постоянно подтопляемых откосах, при скоростях течения воды >1 м/с и при уклонах круче 1:1,5 без дополнительного армирования.

3. Геосинтетические материалы.

Это наиболее динамично развивающаяся группа. Согласно ГОСТ Р 59692–2021 [7], геосинтетические материалы для борьбы с эрозией классифицируются по типу, прочности и долговечности.

Объемные георешетки (геосоты) — полимерные или композитные модули, заполняемые растительным грунтом, щебнем или бетоном. Георешетка создает пространственный каркас, который препятствует сползанию грунта, перераспределяет нагрузки и обеспечивает дренаж [8]. Применение георешеток на подтопляемых насыпях повышает устойчивость в 2–3 раза по сравнению с незакрепленным откосом [9]. Оптимальная высота георешетки для дорожных откосов — 50–150 мм, форма ячеек — квадратная или шестиугольная [10].

Геоматы — трехмерные нетканые структуры, которые задерживают частицы грунта и семена растений. Они менее прочны, чем георешетки, но незаменимы для защиты от ветровой и водной эрозии на пологих откосах.

Геотекстиль (нетканое полотно) используется как разделительный и фильтрующий слой под каменной наброской или бетонными плитами. Методические рекомендации 1988 г. содержат типовые конструкции обратного фильтра из геотекстиля, предотвращающие вымывание грунта из-под покрытия [11].

Геосинтетику рекомендуется применять при высоте насыпи до 12 м, уклонах до 1:1 и сейсмичности до 7 баллов [1].

4. Жесткие покрытия.

Используются на подтопляемых откосах, в зонах волнового воздействия, у мостов и водопропускных труб.

Бетонные и железобетонные плиты — традиционное решение. Технологическая карта 1986 г. детально описывает укладку плит с устройством обратного фильтра из геотекстиля. Недостатки: высокая стоимость, необходимость в тяжелой технике, отсутствие дренажа (возможно давление воды за плитой) [12].

Торкретирование — нанесение цементно-песчаного раствора под давлением. Cовременные добавки позволяют наносить слой до 50 мм за один проход, а фиброармирование повышает трещиностойкость. Торкрет применяется на скальных и крупнообломочных откосах [13].

Каменная наброска (riprap) — наиболее надежный способ защиты от размыва на быстротоке. Размер камня определяется по формуле Истоминой. Недостатки: большой объем материала, необходимость в карьерах [5].

5. Габионные конструкции.

Габионы — коробчатые сетчатые конструкции, заполненные камнем. Как отмечено в обзорной информации «Автомобильные дороги: дорожно-мостовые габионные конструкции» [14], они сочетают гибкость, проницаемость и высокую устойчивость к неравномерным осадкам. Габионы успешно применяются для укрепления конусов мостов, подошвы насыпей и крутых откосов (до 1:0,5).

Преимущества: возможность поэтапного строительства, озеленение поверхности (со временем в пустотах прорастают растения), долговечность 50–80 лет. Недостатки: высокая металлоемкость, необходимость в качественном камне.

6. Полиуретановые композиции.

Новейшее направление, нашедшее отражение в ГОСТ Р 59327.1–2021 [15] и в статье «Дорога под защитой» [16]. Жидкие полиуретановые составы распыляются на поверхность откоса, проникают на глубину 10–30 мм и после полимеризации образуют водонепроницаемую, эластичную корку. Такая корка выдерживает уклон до 1:0,3, устойчива к ультрафиолету и морозу. Однако высокая стоимость ограничивает применение — в основном на сложных участках и при ремонтах.

7. Сравнительный анализ и рекомендации по выбору

Для наглядности методы сведены в таблицу по критериям (обобщено по [1, 3, 9]):

Рекомендации по выбору (согласно ОДМ 218.2.078–2016):

– Для сухих неподтопляемых откосов с уклоном до 1:1,5 — посев трав или биоматы.

– При уклоне 1:1–1:1,5 и возможной поверхностной эрозии — объемные георешетки с растительным грунтом.

– Для подтопляемых насыпей с высотой волны до 0,5 м — каменная наброска или георешетка с щебеночным заполнением; при волнах до 1,5 м — бетонные плиты на обратном фильтре.

– На крутых откосах выемок (1:0,5–1:1) в связных грунтах — торкретирование.

– В оползнеопасных зонах — анкерные конструкции [17] или армогрунтовые системы.

Заключение

Проведенный обзор показывает, что современное укрепление откосов автомобильных дорог — это многовариантная инженерная задача. Традиционные методы (посев трав, бетонные плиты) постепенно дополняются и вытесняются геосинтетическими и полимерными решениями. Наиболее универсальными являются объемные георешетки, позволяющие сочетать армирование грунта с озеленением. Перспективными направлениями следует считать:

– разработку биоразлагаемых геоматов с удобрениями пролонгированного действия;

– применение рециклированного полимерного сырья для георешеток;

– комбинирование полиуретановых составов с посевом трав для создания долговременной защиты;

– цифровое моделирование устойчивости откосов (упоминается в зарубежных работах, например [18]).

При проектировании конкретного объекта необходимо руководствоваться актуальными нормативными документами (ОДМ 218.2.078–2016, СП 34.13330.2021) и проводить технико-экономическое сравнение вариантов.

Литература:

1. ОДМ 218.2.078–2016. Методические рекомендации по выбору конструкции укрепления откосов земляного полотна автомобильных дорог. — М., 2016.
2. Перевозников Б. Ф., Селиверстов В. А., Афонина М. И. Укрепление подтопляемых откосов автомобильных дорог: Обзорная информация. — М., 2009. — 60 с.
3. Касьянов Д. Е. Рациональные виды укрепления откосов земляного полотна автомобильных дорог и область их применения // Материалы конференции. — 2017.
4. Типовая технологическая карта. Укрепление откосов земляного полотна посевом многолетних трав. — 2017.
5. Перевозников Б. Ф. Автомобильные дороги: откосно-прибрежные укрепления автомобильных дорог: Обзорная информация. — М., 1993.
6. Статья о применении биоматов для укрепления откосов насыпей автомобильных и железных дорог (районы Крайнего Севера). — Научная статья, 2018. https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-biomatov-v-rayonah-kraynego-severa?ysclid=mprszf0ofc653450492
7. ГОСТ Р 59692–2021. Дороги автомобильные общего пользования. Геосинтетические материалы для борьбы с эрозией откосов. Технические условия. — М., 2021.
8. Красковский С. В., Лыщик П. А. Укрепление откосов автомобильных дорог объемными георешетками // Научная статья. — 2025.
9. Лёзов А. В., Семёхин Э. Ф. Укрепление откосов подтопляемых насыпей автомобильных дорог // КиберЛенинка. // Вестник науки № 6 2024.
10. Иванова М. В. Укрепление откосов земляного полотна с применением пространственных георешеток // Молодой ученый. — 2024.
11. Методические рекомендации по применению геотекстильных материалов для укрепления обочин и откосов автомобильных дорог. — Союздорнии, 1988.
12. Технологическая карта. Укрепление откосов подтопляемых насыпей бетонными плитами с устройством обратного фильтра из геотекстильного материала. — 1986.
13. Статья о совершенствовании технологии укрепления земляного полотна методом торкретирования. — 2019. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35358906&ysclid=mprt0ivjdv517032016
14. Коллектив авторов. Информавтодор: Дорожно-мостовые габионные конструкции и сооружения: Обзорная информация. — Вып. 2–2001 г.
15. ГОСТ Р 59327.1–2021. Дороги автомобильные общего пользования. Полиуретановое вяжущее для укрепления откосов. — М., 2021.
16. Статья «Дорога под защитой» (о полиуретановом укреплении откосов). — 2017. https://stroygaz.ru/expert/infrastructure/doroga-pod-zashchitoy-/
17. Пудов Ю. В. Обеспечение устойчивости откосов земляного полотна автомобильных дорог с помощью анкерных конструкций: Диссертация. — 1985.
18. Xiu Y., Ye F. Stability Analysis of High-Fill Slopes with EPS–Spoil Composite in Gullies Under Rainfall Conditions // Water Journal. — 2026. — Vol. 18.