О химических и механических средствах укрепления слоёв дороги
Наиболее очевидным решением по укреплению слоев дорожной одежды, состоящих из дискретных материалов (щебень, гравий, песок, грунт) является применение органических и неорганических вяжущих материалов в качестве добавок. Различные добавки используются для улучшения технических характеристик не только слоев основания, но и финишных – цементобетонных и асфальтобетонных. Судя по имеющейся информации, укрепление дорожных слоев разного рода добавками и вяжущими, признано дорожными строителями непростым и не очень дешевым, но иногда неизбежным решением. Более экономически оправданным считается применение разнообразных геосинтетических материалов. Всего в мире производится более 400 видов геосинтетических материалов, объемом более 1,0 млрд. кв. м в год, из которых примерно 2/3 используется в транспортном строительстве. Геосинтетические материалы предназначены для повышения качества и долговечности возводимых сооружений. Так, геотекстильные материалы используются для разделения различных грунтов и материалов, свойства которых при перемешивании могут ухудшаться, например, при миграции частиц мелкозернистого грунта в щебеночное основание дорожной одежды. Считается, что в результате такого проникновения, снижается несущая и фильтрующая способность основания. С помощью геотекстиля также отводится вода из земляного полотна. Двухосные сетки и решётки с жесткими вертикальными пересекающимися ребрами применяют для армирования элементов дорожной одежды. Все эти и другие решения по укреплению слоёв дорожной одежды в целом не могут являться альтернативой уплотнению грунта и других дорожно-строительных материалов. При этом как правило, лучший эффект от их применения получается в сочетании с качественным уплотнением укрепляемых материалов.
Главная причина недостаточного уплотнения дорожно-строительных материалов Причина недостаточно качественного уплотнения дорожно-строительных материалов состоит в следующем. Традиционные уплотняющие машины (каток и трамбовка) при работе опираются на тот же материал, который они и уплотняют. При этом известно, что наибольшую плотность в процессе уплотнения дорожно-строительный материал приобретает при достижении предела его прочности. По достижении такого состояния при традиционных способах укатки и трамбования, соответственно каток или трамбовка погрузится в уплотняемый материал, вызвав разрушение уплотняемого слоя. По этой причине при укатке или трамбовании следят за тем, чтобы воздействие уплотняющей машины на уплотняемый слой материала не превышало величины, равной 0,95-0,98 предела прочности последнего. Для чего, например, применяют катки разной массы и многократные проходы по одному месту. При этом сначала производят пробные укатки для определения соответствующих параметров. Таким образом, заранее закладывается недоуплотнение на некоторое, пусть и небольшое, количество процентов. Однако это то самое недоуплотнение, которое не позволяет придать, например, связным грунтам, преимущественно используемым при строительстве российских дорог, необходимую плотность структуры, и, соответственно, избежать морозного пучения дорожного полотна. Кроме того, для традиционных технологий укатки и трамбования не решены вопросы контроля качества уплотнения в ходе этих процессов и выдерживания заданной толщины уплотняемого слоя.
Преодолеть присущие традиционным технологиям уплотнения недостатки в рамках самих этих технологий принципиально невозможно, так как они предусматривают распределение и укладку дорожно-строительного материала одними машинами, а уплотнение уложенного слоя – другими. Только объединив эти операции в единый процесс можно кардинально избавиться от выявленных недостатков. Такие способы взамен укатки и трамбования были предложены и запатентованы авторами статьи (патенты РФ №№ 2143030, 2140481), и представляются под обобщающим названием «технология «Русские качели®». Особенности технологии «Русские качели®» применительно к дорожному строительству В предложенных способах укладка, распределение и уплотнение дорожно-строительного материала осуществляется одним действием, в результате которого формируется слой предельно плотной структуры из частиц обрабатываемого материала. Для осуществления этого действия применяются устройства различной конструкции, названные нагнетателями. Так как способы основываются на эффекте самоуплотнения порошков в результате индуцированного течения (СПРИТ), то становится ненужным искать зависимость между контактным давлением, глубиной колеи, шириной и радиусом движущегося катка или весом трамбовки, её площадью и высотой падения. Причем плотность достигается как бы сама собой. Также не требуется никакой пробной укатки или трамбования как в традиционных процессах, так как при применении «Русских качелей®» уплотняется слой заданной толщины. Эта толщина в ходе процесса фиксируется самим нагнетателем.
|
