Применение полистирольных плит и георешеток в конструктивных слоях до-рожных одежд при строительстве автомобильной дороги пос. Ираель — пос. Рыбница в Республике Коми | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №42 (176) октябрь 2017 г.

Дата публикации: 20.10.2017

Статья просмотрена: 153 раза

Библиографическое описание:

Сабиров М. М., Степанец В. Г. Применение полистирольных плит и георешеток в конструктивных слоях до-рожных одежд при строительстве автомобильной дороги пос. Ираель — пос. Рыбница в Республике Коми // Молодой ученый. — 2017. — №42. — С. 25-29. — URL https://moluch.ru/archive/176/46000/ (дата обращения: 09.12.2019).



Участок строящейся автомобильной дороги проходит по таёжной местности и будет соединять населенные пункты пос. Ираёль, пос. Зеленоборск, пос. Рыбница.

При строительстве автомобильной дороги пос. Ираель — пос. Рыбница на участках в насыпях менее 1 м, а также в выемках грунты представлены супесями и суглинками легкими пылеватыми которые подвержены пучинообразованию. Протяженность участков в выемке составляет 1 км, в насыпях более 4 км.

Причинами возникновения пучин являются сочетание трех факторов: наличия пучинистых грунтов; интенсивного влагонакопления до относительной влажности более 0,75 от влажности на границе текучести грунта в период морозного влагонакопления; медленного и глубокого промерзания грунтов под дорожной одеждой на глубину более 0,5 м. При отсутствии любого из этих факторов пучины не возникают [1].

Для повышения долговечности дорожных одежд необходимо обеспечить морозостойкость и предотвращение появления трещин в покрытии.

Мероприятия, направленные на устранение возможности образования пучин, можно разделить на группы: изменение или регулирование пучинистых свойств грунта путем замены пучинистого грунта непучинистым; введения добавок, термообработки или укрепления грунта вяжущими; регулирование водного режима земляного полотна путем обеспечения поверхностного водоотвода и исключения увлажнения грунтовыми водами; регулирование теплового режима земляного полотна устройством морозозащитных и теплоизолирующих слоев.

Анализируя мероприятия по борьбе с пучинами можно сделать вывод, что наиболее эффективными являются замена пучинистых грунтов на непучинистые или изменения свойств грунтов, путем их закрепления.

Наиболее кардинальным способом борьбы с пучинами является устранение источников увлажнения земляного полотна, которое обеспечивается организацией поверхностного отвода воды с придорожной полосы за счет устройства прикрмочного дренажа. Этот метод в связи со сложностью его осуществления, высокой стоимостью и недостаточной надежностью не может быть использован из-за трудности вывода воды из дренажных труб в пониженные места. Кроме того, дренажи требуют весьма тщательного эксплуатационного надзора, при отсутствии или при недостаточности которого быстро засоряются и перестают действовать. Устройство прикрмочных дренажей либо перехватывающего дренажа значительно повышают стоимость строительства.

Наиболее эффективным с нашей точки зрения является регулирование теплового режима земляного полотна путем применения теплоизолирующих прослоек типа «Стайрофом» [2].

В СибАДИ под руководством д. т.н., профессора Шестакова В. Н. с участием профессора В. А. Давыдова (ФГУП «РОСДОРНИИ») в течение 2003–2004 гг. провели обследования данного участка. Все эти наблюдения дали возможность установить фактическое изменение физико-механических свойств геопенопласта «Стайрофом» в течение 20 лет. Плотность геопенопласта «Стайрофом» на данном участке увеличилась на 18 %. [2].

Эффект от применения теплоизолирующего слоя для предотвращения образования пучин и оттаивания грунта, используемого в конструкции земляного полотна и дорожной одежды, получается за счет:

‒ уменьшения объемов привозных грунтов при сооружении земляного полотна;

‒ обеспечения возможности использования в земляном полотне грунтов с любой степенью увлажнения;

‒ обеспечения возможности уменьшения рабочих отметок насыпей;

‒ исключения необходимости замены грунта в основании дорожной одежды в выемке;

‒ повышения надежности и долговечности дорожной конструкции;

Реальный экономический эффект при применении теплоизоляционного слоя из плит геопенопласта «Стайрофом» выражается в удешевлении конструкции от 8 до 45 %, что связано чаще всего с отсутствием качественных грунтов [2]. В связи с чем этот способ строительства с применением плит геопенопласта рекомендуется как преимущественный.

В настоящее время разработан нормативный документ по проектированию и устройству теплоизолирующих слоев из экструдированного пенополистерола «STYROFOAM» на автомобильных дорогах России, который позволяет с учетом конкретных климатических, грунтовых, гидрологических условий рассчитать толщину пенополистерола, тем самым предотвратить образование пучения на участках с сильно пучинистыми грунтами. [4].

При недостаточной морозоустойчивости дорожной одежды следует рассмотреть включение мероприятий по улучшению трещиностойкости за счет применения георешеток. Совместное использование теплоизолирующих материалов типа «Стайрофом» и георешеток позволит значительно снизить затраты на замену не дренирующих грунтов дренирующими, повысить морозостойкость дорожных одежд, улучшить сдвигоустойчивость и термсостойкость покрытий [3].

Для строящейся автомобильной дороги выполнен расчет термоизолирующего слоя из геопенопласта «Стайрофом» толщина которого составила 3 см., а также рассчитана конструкция дорожной одежды согласно нормативным требованиям [4] представленная на рисунке 1.

Рис. 1. Конструкция дорожной одежды на суглинистых грунтах

Применяемые пенопласты в слоях дорожных должны обладать следующими требованиями:

‒ прочность при сжатии при 10 % линейной деформации не меньше 0,4 МПа;

‒ предел прочности при изгибе не менее 0,7 МПа;

‒ водопоглащение не более 0,45 %.

В сентябре 2017 года на автомобильной дороге пос. Ираель- пос. Рыбница был построен опытный участок с применением в конструкции дорожной одежды полистирольных плит и георешоток.

Строительство опытного участка выполнялось в следующей технологической последовательности:

‒ подготовка песчаного подстилающего слоя;

‒ укладка полистирольных плит марки Geo 500A плотностью 38 кг/м3;

‒ укладка песчаного слоя толщиной 25 см;

‒ укладка плоской георешетки;

‒ устройство щебеночного основания методом заклинки толщиной 25см;

‒ устройство двухслойного асфальтобетонного покрытия.

Песок вывозили на дорогу автосамосвалами КаМАЗ-6520, планировали автогрейдером Volvo-G946, поливали водой поливомоечной машиной ПМ-130 и уплотняли катком Bomag BW203AD-4 за 10 проходов по одному следу. Плиты из геопенопласта укладывали по песчаному слою вручную (звено из 2 человек), располагая их длинной стороной вдоль дороги. Плиты укладывали таким образом, чтобы поперечные швы в соседних рядах плит располагались в разбежку, т. е. в одной точке не должны соединяться 4 плиты, как указано на рисунке 2.

Уложенные плиты закрепляли металлическими стержнями диаметром 6–8 мм и длиной 40 см. Стержни забивали в геопенопласт заподлицо. Крайние ряды плит и 1 -2 ряда закрепили двумя стержнями.

Рис. 2. Схема укладки и крепления геопенопласта Стайрофом» стальными колышками: 1 — геопенопласт «Стайрофом»; 2 — ось дороги;3 — стальные колышки

Песчаное основание толщиной 25 см устраивали по полистирольным плитам способом «от себя». Песок также доставляли автосамосвалами КАМАЗ-6520, распределяли бульдозером Коmatsu D-65E12, поливали водой поливомоечной машиной ПМ-130 и укатывали катками Bomag BW203AD-4. По слою основания из песка вручную укладывали вдоль дороги плоскую георешетку раскатывая ее из рулонов с перекрытием на 30см

Рекомендации по геометрическим параметрам и форме поставки:

‒ масса пакета георешетки не превышала 70 кг;

‒ толщина геополосы георешетки составила не менее 1,2 мм;

‒ размер модуля георешетки 3500×2400 мм;

‒ высота георешетки не ниже 5 см.

Рекомендации по механическим свойствам георешеток [3]:

‒ прочность геополосы при растяжении — 17 кН/м;

‒ относительное удлинение геополосы при максимальной нагрузке — 35 %;

‒ прочность перфорированной геополосы — не ниже прочности шва;

‒ условная длительная прочность шва 30 суток.

Особенности технологии производства работ связаны с введением дополнительной операции по укладке георешетки и введением дополнительных требований к выполнению работ по устройству слоя основания, расположенного непосредственно над георешеткой.

Общая технологическая схема производства работ представлена на рисунке 6.

Наименование работ

Отсыпка и разравнивание песка

Уплотнение песка

Устройство прослойки из георешетки

Отсыпка и разравнивание щебня

Уплотнение щебеночного слоя

Рис. 3. Технологическая схема укладки георешетки: 1 — Бульдозер, 2 — Автосамосвал, 3 — Поливомоечная мпашина, 4 — Каток, 5- Георешетка Славрос СД

Укладку георешетки производили на выровненном и уплотненном песчаном основании путем раскатки рулонов с периодическим (через 10–15 м) выравниванием полотен и легким их натяжением без образования складок. Как правило, крепления георешетки к нижележащему слою не требуется, поскольку препятствует натяжению полотна при образовании «волны» в процессе отсыпки вышележащего слоя после чего закрепляли анкерами. Анкера располагали через 10–15 м по длине в местах перекрытия рулонов устанавливали 3 анкера по ширине, в других местах — 2 анкера по ширине.

Георешетку укладывали на ширину слоя песчаного основания с запасом не менее толщины слоя плюс 0,1 м в каждую сторону.

Отсыпку на уложенную георешетку щебня фракции 40–70 мм выполняли по способу «от себя». Основные условия устройства слоя основания — недопущение заезда построечного транспорта на открытую поверхность полотна, постепенное разравнивание отсыпанного материала основания за несколько проходов с последовательной надвижкой щебня основания на георешетку. Щебеночное основание устраивали по методу заклинки т. е.доставленный автосамосвалами щебень фракции 40–70 мм разравнивали бульдозером способом от себя поливали водой и уплотняли катком, затем вывозили расклинивающуюся фракцию щебня 10–20 мм распределяли ее с помощью навесного распределителя, поливали водой из расчета 10–15 литров на квадратный метр и уплотняли гладковальцовым катком Bomag BW203AD-4 за 6 проходов по одному следу.

При выполнении работ визуально оценивали качество укладываемых полотен. При этом фиксировали дефекты внешнего вида (разрывы, вырывы, другие нарушения сплошности ребер и узлов, перекос ячеек, наличие включений, загрязнений, наличие перегибов или следов перегибов на ребрах, ровность кромок). Также фиксировали величину перекрытия смежных полотен по ширине и длине, длину материала в рулоне и ширину, их соответствие документации (маркировке на рулонах, данным паспорта на партию материала).

Укладку двухслойного асфальтобетонного покрытия по щебеночному основанию производили по общепринятой технологии с применением в качестве ведущей машины асфальтоукладчика Volvo-ABG6820. Применение полистерольных плит при строительстве опытного участка позволило использовать местные пучинистые грунты, а применение георешеток в слоях дорожных одежд позволило съэкономить до 30 % щебня. Совместное применение полистирольных плит с георешетками повысило трещиностойкость и сдвигоустойчивость асфальтобетонного покрытия и прочность дорожной одежды.

Литература:

  1. Строительство и реконструкция автомобильных дорог: Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т. I / А. П. Васильев, Б. С. Марышев, В. В. Силкин и др.; Под ред. д-ра техн. наук, проф. А. П. Васильева. — М.: Информавтодор, 2005. — 654 с.
  2. СТО 218.3.001–2006 «Проектирование и устройство теплоизолирующих слоев из экструдированного пенополистерола «STYROFOAM на автомобильных дорогах России»
  3. ВРДС 32–12–08 Руководство по устройству аэродромных оснований и дорожной одежды с армирующими прослойками из геосинтетических материалов. — М.:2008.
  4. ОДН 218.046–01. Проектирование нежестких дорожных одежд: — М.: ГП «Информавтодор», 2001. — 145 с.
Основные термины (генерируются автоматически): дорожная одежда, земляное полотно, слой, грунт, георешетка, щебеночное основание, опытный участок, двухслойное асфальтобетонное покрытие, песчаное основание, плоская георешетка.


Похожие статьи

Применение объемной георешетки в основании дорожной...

слабое основание, объемная георешетка, композитная система, дорожная одежда, георешетка, дорожное покрытие, дорожное строительство, непучинистый грунт, геосинтетический материал, рабочее состояние.

Устройство насыпи земляного полотна на слабом основании...

грунт рабочего слоя земляного полотнапесок пылеватый

Основные термины (генерируются автоматически): земляное полотно, тип, Разделение слоев, непрерывная гранулометрия, минимальная прочность, максимальный размер зерен, дорожная одежда...

Производство автодорожных насыпей с армированием...

Армирование конструкций земляного полотна и дорожных одежд автомобильных дорог...

Отсыпка подстилающего слоя (песок)

Транспортировка, распределение по участку рулонов георешётки, ее укладка и анкерование

Исследование устойчивости земляного полотна скоростных...

Ключевые слова: автомобильная дорога, земляное полотно, насыпь, слабое основание, слабый грунт, устойчивость, дополнительные

Такие участки, как правило, характеризуются сложными инженерно-геологическими условиями, а в ряде случаев — индивидуальными...

Применение золоминеральных смесей в основаниях дорожной...

Заменой грунтов, песков щебеночных материалов могут быть отходы промышленности.

В случае если такое покрытие не укладывается, по основанию не допускается движение транспорта в течении

Применение объемной георешетки в основании дорожной одежды.

Особенности проектирования и строительства дорожных одежд...

дорожная одежда, грунт, земляное полотно, фрезерно-смешивающий барабан, группа агрегатов, расчетное значение прочности, дорожная конструкция, цементная суспензия, конструктивный элемент, асфальтобетонное...

Как обеспечить долговечность дорожной одежды?

Основные термины (генерируются автоматически): дорожная одежда, уровень надежности, слой, показатель, земляное полотно, модуль упругости, техническое задание, упругий прогиб, дорога, нежесткая

Применение объемной георешетки в основании дорожной одежды.

Методы экспресс-контроля качества строительства...

Часть 2. Уплотнение щебеночных оснований. Оценка технической возможности повышенного уплотнения грунта земляного полотна автомобильных дорог. Зависимости для разработки региональных норм плотности глинистых грунтов в насыпях автомобильных дорог.

Изучение вопроса повышения устойчивости откосов дорожных...

Основные термины (генерируются автоматически): материал, георешетка, грунт, дорожное строительство, внешний вид геосетки, T-TRACK, деформация грунта

Устройство насыпи земляного полотна на слабом основании с применением геосинтетических материалов.

Похожие статьи

Применение объемной георешетки в основании дорожной...

слабое основание, объемная георешетка, композитная система, дорожная одежда, георешетка, дорожное покрытие, дорожное строительство, непучинистый грунт, геосинтетический материал, рабочее состояние.

Устройство насыпи земляного полотна на слабом основании...

грунт рабочего слоя земляного полотнапесок пылеватый

Основные термины (генерируются автоматически): земляное полотно, тип, Разделение слоев, непрерывная гранулометрия, минимальная прочность, максимальный размер зерен, дорожная одежда...

Производство автодорожных насыпей с армированием...

Армирование конструкций земляного полотна и дорожных одежд автомобильных дорог...

Отсыпка подстилающего слоя (песок)

Транспортировка, распределение по участку рулонов георешётки, ее укладка и анкерование

Исследование устойчивости земляного полотна скоростных...

Ключевые слова: автомобильная дорога, земляное полотно, насыпь, слабое основание, слабый грунт, устойчивость, дополнительные

Такие участки, как правило, характеризуются сложными инженерно-геологическими условиями, а в ряде случаев — индивидуальными...

Применение золоминеральных смесей в основаниях дорожной...

Заменой грунтов, песков щебеночных материалов могут быть отходы промышленности.

В случае если такое покрытие не укладывается, по основанию не допускается движение транспорта в течении

Применение объемной георешетки в основании дорожной одежды.

Особенности проектирования и строительства дорожных одежд...

дорожная одежда, грунт, земляное полотно, фрезерно-смешивающий барабан, группа агрегатов, расчетное значение прочности, дорожная конструкция, цементная суспензия, конструктивный элемент, асфальтобетонное...

Как обеспечить долговечность дорожной одежды?

Основные термины (генерируются автоматически): дорожная одежда, уровень надежности, слой, показатель, земляное полотно, модуль упругости, техническое задание, упругий прогиб, дорога, нежесткая

Применение объемной георешетки в основании дорожной одежды.

Методы экспресс-контроля качества строительства...

Часть 2. Уплотнение щебеночных оснований. Оценка технической возможности повышенного уплотнения грунта земляного полотна автомобильных дорог. Зависимости для разработки региональных норм плотности глинистых грунтов в насыпях автомобильных дорог.

Изучение вопроса повышения устойчивости откосов дорожных...

Основные термины (генерируются автоматически): материал, георешетка, грунт, дорожное строительство, внешний вид геосетки, T-TRACK, деформация грунта

Устройство насыпи земляного полотна на слабом основании с применением геосинтетических материалов.

Задать вопрос