Смеси высокой проникающей способности для оснований дорожных одежд
Authors: Клюев Сергей Васильевич , Золотарева Светлана Васильевна , Аюбов Нарман Аюбович , Федюк Роман Сергеевич , Лисейцев Юрий Леонидович 
Published: October 2024

Состояние отечественной дорожной сети требует значительного количества строительных и ремонтных мероприятий, в том числе направленных на повышение долговечности оснований дорожных одежд. Разработана широкая номенклатура смесей высокой проникающей способности (СВПС) из композиционных вяжущих, измельчённых до Sуд = 500 м2/кг, получаемых на основе ЦЕМ I 42.5 Н ЗАО «Белгородский цемент», частично замещенного техногенными ресурсами с добавкой су-перпластификатора Полипласт ПФК-НЛМ. Характеристика вязкости разработанных смесей свидетельствует об их высокой проникающей способности, так как время истечения исследуемых материалов через вискозиметр Марша при В/В=0,62 и расходе воды 140 л/м3 составляет 33–39 секунд. Начало схватывания составляет не менее 75 минут, что позволяет осуществлять эффективное закрепление оснований дорожных одежд. Композиционное вяжущее способствует значительному повышению ранней прочности CВПС на сжатие (до 56% по сравнению с контрольным составом) и на изгиб (до 75%). Отношение прочности на растяжение при изгибе и на сжатие разработанных составов (во вторые сутки составляет 0,13, в седьмые – 0,11, а в 28-е – 0,12) зачастую превышает аналогичную характеристику контрольного состава, несмотря на замещение портландцемента более 50 мас. % отходами мокрой магнитной сепарации (ММС) железистых кварцитов, ТВМ и СП, что указывает на развитие трещиностойкости материала. Установлено увеличение деформативных характеристик затвердевшей на КВ-50СП+1%ТВМ по сравнению со смесью на цементе ЦЕМ I 42.5 Н на 112%. Исследования деформативных свойств смесей позволяют сделать вывод о том, что на основе разработанных СВПС и щебня из метаморфических сланцев возможно получение бетонов для дорожных оснований, соответствующих нормативной документации для данного вида строительства. Испытания образцов укрепленных щебеночных оснований на весь комплекс физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик показали, что разработанные составы СВПС позволяют при укреплении щебеночных оснований получать бетоны класса В5–В10, и их можно использовать при устройстве оснований II категории автомобильных дорог.

The state of the Russia road network requires a significant number of construction and repair measures, including those aimed at increasing the durability of road bases. A wide range of high penetrating mixtures (HPM) has been developed from composite binders (CB), crushed to Ssp = 500 m2/kg, obtained on the basis of CEM I 42.5 N of Belgorod Cement, partially replaced by technogenic resources with the addition of the superplasticizer Poliplast PFK-NLM. The viscosity characteristics of the developed mixtures indicate their high penetrating ability, because the flow time of the studied materials through the Marsh viscometer at V/B = 0.62 and a water flow rate of 140 l/m3 is 33-39 seconds. The onset of setting is at least 75 minutes, which allows for effective fastening of road pavement bases. The composite binder contributes to a significant increase in the early compressive strength of HPM (up to 56% compared to the control composition) and flexural strength (up to 75%). The ratio of tensile strength in bending and compression one of the developed compositions (on the second day is 0.13, on the seventh one is 0.11, and at grade age is 0.12) often exceeds the similar characteristic of the control composition, despite the replacement of Portland cement by more than 50 wt. % of waste from wet magnetic separation (WMS) of ferruginous quartzites, technogenic fibrous materials (TFM) and superplasticizer (SP), which indicates the development of crack resistance of the material. It was established that the deformation characteristics of the mixture hardened with CB-50SP + 1% TFM increased by 112% compared to the mixture with CEM I 42.5 N cement. Studies of the deformative properties of mixtures allow to conclude that, based on the developed HPM and crushed stone from metamorphic shales, it is possible to obtain concrete for road foundations that comply with the regulatory documentation for this type of construction. Testing of samples of reinforced crushed stone foundations for the entire range of physical and mechanical properties and operational characteristics showed that the developed HPM compositions make it possible to obtain class B5 – B10 concrete when strengthening crushed stone foundations, and they can be used in the construction of foundations of category II highways.