Зубкин В.Е., к.т.н., Коновалов В.М., к.э.н., Королёв Н.Е., инж.(ООО «ИнноЦентр.Ру»)
О влиянии качества уплотнения на качество дорог
Общеизвестно, что качество и долговечность дорог определяющим образом зависит от степени уплотнения дорожно-строительных материалов при подготовке земляного основания и устройстве слоёв дорожной одежды. При этом стоимость уплотнения в общей стоимости строительства дорог составляет немного, не более 2-3 процентов, но именно эти работы являются наиболее важными. Прирост плотности всего на один процент ведёт к увеличению прочности слоёв материала на 6-9 процентов, а не соблюдение требуемых норм уплотнения уже на первой стадии – подготовке земляного полотна, ставит под сомнение целостность и долговечность всей дорогостоящей дорожной конструкции. Вода, проникающая в недостаточно уплотненный слой дорожно-строительного материала, является причиной разрушения транспортных сооружений. Это не только российская проблема. Это проблема всех стран, находящихся в соответствующих широтах где, собственно, и сосредоточены основные мировые производственные мощности, а, значит, и особенно интенсивные транспортные потоки. Для России эта проблема является наиболее острой из-за сочетания ряда факторов, из которых важнейшими считаем следующие:
1. Более частые и с большей разностью температур по сравнению с другими (пост и просто индустриальными) странами попеременно наступающие естественные циклы «замораживание - размораживание».
2. Особенности грунтов, содержащих, как правило, большое количество глинистых частиц.
3. Несоблюдение технологических режимов - человеческий фактор.
4. Повсеместное использования дорожной строительной техники, не соответствующей российским условиям. Первый фактор общеизвестен и не имеет смысла на нём останавливаться.
Также общеизвестно, что для России традиционным является несоблюдение технологических режимов во всех сферах производства, а в дорожном строительстве особенно. Например, в части уплотнения слоёв дорожной одежды нет никакой гарантии, что машинист катка сделает именно 20 проходов по уплотняемому слою, а, не например, 5, полагая, что лучше понимает в укатке, чем автор технологического регламента. Относительно второго фактора можно заметить, что грунт в большинстве регионов России имеет более высокое содержание глинистых частиц по сравнению с преобладающими грунтами других ведущих стран мира. По данным Санкт-Петербургского дорожного института 86 % насыпей существующих автодорог состоит из связных грунтов. А как уже отмечалось, именно от качества уплотнения грунта зависит качество и долговечность всех типов дорог (от самых простых до федеральных автомагистралей).
Согласно проф. Н.Я.Хархуте, при самых благоприятных условиях оптимальное значение плотностей для связных грунтов типа тяжелых пылеватых суглинков и глинистых грунтов должно находиться в пределах 1,10 – 1,12 максимального значения плотности, а для пылеватых грунтов, содержащих глинистые частицы в количестве 4-6 процентов, максимальная плотность должна быть равной 1,12 – 1,14. То есть, эти значения и могут быть приняты в качестве предельных практических достижимых плотностей. [Хархута Н. Я. Машины для уплотнения грунтов.— Л.: Машиностроение, 1973, с. 52]. Исключительно важное значение качественного уплотнения грунта осознано в мире. Как следствие, в ряде стран господствующий ранее метод комплексного проектирования дорожных одежд и земляного полотна с компенсацией низкого модуля деформации грунтов увеличением прочности дорожной одежды, сменился требованием гарантированной прочности основы - земляного полотна. И здесь мы переходим к особенностям используемой техники.
Прежде всего, именно со связными грунтами заимствованная из-за рубежа традиционная техника справляется плохо. Например, эффективность вибротехники резко падает с увеличением глинистых частиц (для легкого суглинка в 4 раза). Может быть не так уж и не прав рядовой машинист катка? Ведь получается, сколько не укатывай, а высокого качества дороги достигнуть не представляется возможным изначально. Сколько не улучшай традиционные технологии, они не позволяют получить предельно плотную структуру обрабатываемого материала, особенно такого, как грунт. Но и с качеством уплотнения других материалов есть проблемы. Несмотря на большое количество разнообразных исследований, направленных на достижение высококачественного уплотнения слоёв дорожной одежды за счёт совершенствования традиционных уплотняющих дорожно-строительных машин, главным образом катков и трамбовок, можно утверждать, что эффективность этих машин имеет технологический предел, который практически уже достигнут. Это объясняется только одним – несовершенством традиционных базовых методов: укатки и трамбования. Недаром, осознав невозможность преодолеть присущие традиционным технологиям недостатки, научно-техническая мысль пошла по пути отработки химических и механических средств укрепления и уплотнения слоев дороги и других транспортных сооружений.
Подробнее смотрите в формате PDF здесь
|
