ВведениеДля более длительного периода эксплуатации необходимо проводить своевременный контроль состояния автомобильной дороги, который включает в себя отслеживание изменения эксплуатационных параметров, одним из которых является наличие дефектов. [1] Контроль над деформациями включает в себя измерение и наблюдение за различными трещинами, выбоинами, просадками, сдвигами, которые, в свою очередь, зависят от следующих факторов: транспортной нагрузки, климатических и грунтово-гидрологических условий и морозного пучения. [2] Также эксплуатационное состояние автомобильных дорог и межремонтные сроки эксплуатации напрямую зависят от мероприятий по содержанию дорог, их своевременного выполнения и правильности.Одним из главных факторов, влияющих на деструктивные изменения дорожной конструкции, является морозное пучение. [3]В настоящем времени процесс морозного пучения изучен достаточно широко, имеются различные экспериментальные данные, касаемо деформаций морозного пучения, изучен процесс, динамика и закономерности развития деформаций в различных грунтах. Исследованиями по данной теме занимались М.Н. Гольдштейн, Э.Д. Ершов, А.П. Бажанов, Н. А. Цытович и другие.  [4-6]Однако имеются нераскрытые вопросы, затрагивающие морозное пучение автомобильных дорог, особенно на территории сезонно мерзлых грунтов.Цель данного исследования – изучение процесса морозного пучения сезонномерзлых грунтов на территории города Санкт-Петербург и контроль над изменением величины деформаций, возникающих на дорожном покрытии.Объект исследованияОбъектом исследования выбрана Свердловская набережная города Санкт-Петербург. На рассматриваемом участке по всей протяженности выявлены просадки и трещины асфальтобетонного покрытия тротуара, образованные в результате подмыва дорожной конструкции водой и возможного морозного пучения. На рис. 1 и 2 приведены деформации покрытия, а именно: просадка покрытия и трещины в результате просадок.Рис. 1. Просадка покрытия Рис. 2. Трещины в асфальтобетонном покрытииВследствие обнаружения данных дефектов, образовавшихся из-за подмыва набережной, было принято решение провести исследование на предмет развития морозного пучения и деформаций с течением времени.Теплотехнический расчетДля исследования влияния морозного пучения на выбранный участок автомобильной дороги был произведен теплотехнический расчет дорожной конструкций. Также он проводится с целью определения температурной устойчивости и деформационного поведения материалов при различных условиях эксплуатации дорожных покрытий. [7] Это важный этап проектирования и строительства автомобильных дорог. Расчет на морозоустойчивость необходимо выполнять для характерных участков или групп характерных участков дороги, сходных по грунтово-гидрологическим условиям, имеющим одну и ту же конструкцию дорожной одежды и схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна. [8]Таким образом, был произведен расчет на морозоустойчивость на участке автомобильной дороги для скважины, которая представлена на рис. 3.Рис. 3. Исследуемая скважина Расчет производился по двум методикам:1) по нормативной методике согласно [9]Было установлено, что при данных инженерно-геологических условиях, допустимая величина морозного пучения для капитального типа дорожной одежды составит 4,8 см.При предварительной проверке на морозоустойчивость величина возможного морозного пучения определена по формуле:lпуч= lпуч.срКУГВКплКгрКнагрКвл=7,8*0,8*1,0*1,1*1,1*1,3=9,816 см.9.816 см  > 4.8 см, следовательно, конструкция не считается морозоустойчивой согласно данной методике. 2) по методике РОСДОРНИИ согласно [10]Согласно данной методике, определена минимальная высота морозозащитного слоя дорожной конструкции с учетом глубины промерзания, которая составила по формуле:z0=zдо+zдоп=60+1,2=61,2 см61.2 см>4,8 см, следовательно, конструкция не считается морозоустойчивой.Произведенный расчет конструкции на морозоустойчивость показал, что при исходных данных конструкция не обладает должной высотой морозозащитного слоя, следовательно, в дорожной конструкции происходит процесс морозного пучения, требующий капитального ремонта и принятия мер по устранению морозного пучения. Было принято решение провести дополнительные исследования возникающих деформаций дорожного покрытия и установить фактор влияния процесса морозного пучения.Методика исследованияВ данной статье будет рассмотрен тепловизионный метод исследования автомобильной дороги на предмет наличия дефектов и причин возникновения морозного пучения. [11] Тепловизоры часто используются при обследовании различных эксплуатационных показателей автомобильных дорог. [12]Одним из таких приборов для оценки изменения температурных полей с течением времени был выбран тепловизор Testo-882.Тепловизор Testo-882 - это высокотехнологичное устройство для измерения температурных полей, которое активно используется в строительной отрасли. Он обеспечивает надежное и точное отображение температурных измерений и позволяет обнаруживать тепловые утечки, влажность и другие проблемы. [13] В тепловизоре Testo 882 используется инновационная технология SuperResolution, которая обеспечивает максимальную четкость и качество изображения. Кроме того, устройство компактное, что делает его легко переносимым и простым в использовании. На рис. 4 представлена схема тепловизора.Рис. 4. Схема тепловизора Testo-882:1 – дисплей; 2 – кнопки управления; 3 – кнопка фиксации аккумулятора прибора;4 – метрическая резьба; 5 – правая интерфейсная клемма; 6 – кнопка для включения/отключения моторизованного фокуса;7 – светодиоды; 8 – объектив цифровой камеры; 9 – лазер; 10 – объектив инфракрасной камеры; 11 – ручная фокусировка;12 – кольцо фиксации объектива; 13 – моторизованная фокусировка; 14 – запись изображения; 15 – левая интерфейсная клемма; 16 – С/Д-индикатор состоянияМетодика исследования морозного пучения с использованием тепловизора состоит из следующих шагов:     определение общих принципов действия тепловизора и его использования при исследовании морозного пучения автомобильных дорог;определение параметров и критериев оценки морозного пучения на основе данных, получаемых с помощью тепловизора;выбор участков покрытия автомобильной дороги для проведения экспериментальных исследований;проведение эксперимента с использованием тепловизора для оценки морозного пучения;анализ полученных данных в ходе эксперимента;результат экспериментальных исследований.Таким образом, экспериментальная часть исследования будет ориентирована на оценку геометрических изменений деформаций автодорог в условиях сезоннопромерзающих грунтов и переменной температуры, что также поможет установить, как процесс морозного пучения влияет на дорожную конструкцию.Анализ полученных данныхОбследование выбранных участков дороги производилось в марте, апреле, июле и октябре при различных погодных условиях. Погодные условия в дни эксперимента приведены в таблице 1.Таблица 1.Погодные условия в дни экспериментаДата экспериментаТемпература воздуха, °СВлажность, %Скорость ветра, м/с19.03.2023+4771,3 05.04.2023+5841,715.07.2023+2267508.10.2023+4896 На рис. 5 представлен один из исследуемых участков автомобильной дороги с дефектами.Рис. 5. Исследуемый участок автомобильной дорогиЗная методику работы с тепловизором, приступим к обработке получившихся снимков. Также составим температурные профили, которые представлены на рис. 6.Рис. 6. Температурные профили в период с 19.03.2023 по 08.10.2023: а) Температурный профиль исследуемого участка (19.03.2023);б) Температурный профиль исследуемого участка (05.04.2023); в) Температурный профиль исследуемого участка (15.07.2023);г) Температурный профиль исследуемого участка (08.10.2023)Согласно температурным профилям, были выявлены значения средней, максимальной и минимальной температуры дефектов на выбранном участке автомобильной дороги. Результаты отображены в таблице 2.Таблица 2.Изменение температуры деформации выбранного участка автомобильной дорогиДата измеренияТср, °СTmaxTmin19.03.20237,88,35,905.04.20233,03,51,715.07.202336,637,832,808.10.20234,34,63,6 Таким образом, в ходе исследования было выявлено, что температура участка с деформациями изменялась в зависимости от температуры окружающей среды. Также заметна значительная разница температур в области дефекта и окружающем его покрытии. Температура на поверхности автомобильной дороги не снижалась ниже 1,7 °С. Следовательно, для более корректного изучения влияния процесса пучения необходимо провести измерения при переходе температуры поверхности участка в отрицательные значения. Также необходимо дальнейшее лабораторное исследование характеристик грунтов для понимания, подвержен ли исследуемый грунт морозному пучению.Как итог, можно сделать вывод, что изучение причин возникновения и прогрессирования процесса морозного пучения в результате активного фазового перехода воды, таяния льда, а также при изменении температуры воздуха из отрицательной в положительную требует дальнейшей проработки.ВыводыВ заключение необходимо отметить:1. Рассмотренные методики расчета дорожной конструкции на морозоустойчивость требуют уточнения и дальнейшего исследования с целью усовершенствования и получения более точных результатов, необходимых для строительства автомобильных дорог.2. Использование тепловизора для исследования морозного пучения является эффективным и точным методом, позволяющим получить данные о распределении температуры на поверхности дороги и проанализировать причины возникновения морозного пучения и появления деформаций. Исследования с применением тепловизора требуют дальнейшего развития с изменением температуры окружающего воздуха на отрицательные значения.3. Перспективным направлением по изучению процесса морозного пучения в сезоннопромерзающих грунтах является дальнейшее проведение лабораторных исследований сезоннопромерзающего грунта, что способствует увеличению сроков службы дорожной одежды, сокращению межремонтных сроков и сохранению дорожной конструкции от различных деформаций и дефектов вследствие морозного пучения.