Способ устройства слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры
PAVEMENT LAYER METHOD FOR TRANSPORT INFRASTRUCTURE

Изобретение относится к области строительства, а именно дорожного строительства, и может быть использовано при строительстве дорог, площадок, взлетно-посадочных полос, тротуаров и других объектов транспортной инфраструктуры.
Известен (RU, патент 2153554, опубл 2000) способ строительства оснований дорожных одежд автомобильных дорог, площадок, тротуаров на основе золоминеральных смесей. Согласно известному способу на подготовленное и уплотненное земляное основание, имеющее в профиле корытообразную форму с вертикальными стенками, укладывают в один прием увлажненную золоминеральную смесь слоем толщиной от 16 до 24 см и уплотняют, затем доувлажняют до заданной влажности и окончательно уплотняют, начиная от середины дорожного полотна к обочинам с перекрытием предыдущего следа от прохода катка. Перед укладкой асфальтобетонного покрытия основание поливают 1%-ным раствором щелока. Золоминеральная смесь, используемая в предлагаемой технологии строительства оснований дорожных одежд автомобильных дорог, имеет в своем составе, кроме щебня строительного, исключительно отходы различных производств, а именно золу-унос от сжигания каменных углей, отходы щебеночного производства, отходы известкового и карбидного производства - известь-пушонку и отходы производства моющих средств - подмыльный щелок. Применяемые в используемом составе золоминеральной смеси в качестве вяжущего три компонента - зола-унос, известь-пушонка и подмыльный щелок общей массой от 45 до 70% придают этой смеси уникальное свойство - после ее укладки в основание дорожной одежды и окончательного уплотнения в течение 30 суток весь слой смеси превращается в монолитную массу.
К недостаткам известного способа можно отнести длительность набора прочности дорожной одежды, а также поверхность грунта насыпи под дорогой не предохраняется от влаги, просачивающейся по вертикальным трещинам от температурно-влажностного воздействия грунта на дорогу, нетехнологичность обслуживания дороги, трудоемкость изготовления траншей для трубопроводов, кабелей и т.д.
Известен также (RU, патент 2351702, опубл. 10.04.2009) способ возведения дорожной одежды, включающий трехстадийную укладку слоев одежды, причем на первой стадии на грунт насыпи укладывают верхнюю часть земляного полотна из улучшенного устойчивого грунта, состоящего из смеси песка, золошлаков, отходов угледобычи и шлакощелочного вяжущего, содержащего фибру, на следующем этапе поперек дороги укладывают два слоя полимерного полотна с напуском кромок одна на другую, после чего укладывают один или два слоя основания из фибробетона повышенной прочности на шлакощелочном вяжущем, на поверхность которого наносят тонкий слой износа из высокопрочного на износ бетона с последующим выполнением на его поверхности шероховатой накатки, после чего на следующей стадии производят укладку двухслойного покрытия, которое покрывают тонким слоем износа из раствора, содержащего золоминеральную смесь и шлакощелочное вяжущее, для устранения шероховатости дороги.
Недостатком известного способа следует признать его сложность.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (Методические рекомендации по использованию отходов промышленности для устройства укрепленных оснований и дополнительных слоев дорожных одежд при строительстве автомобильной дороги Москва-Симферополь на участке в районе г. Тулы, Министерство транспортного строительства, Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт (СоюзДорНИИ), Москва, 1981 г.) способ создания основания дороги, включающий смешение грунтощебня, цемента и технологической добавки - модификатора (сульфитно-дрожжевую бражку или хлористый кальций) с последующей укладкой смеси и ее уплотнением.
Недостатком известного способа являются недостаточная прочность и морозостойкость основания и покрытия дорожной одежды, что ограничивает его широкое использование при строительстве конструктивных слоев дорожных одежд.
Техническая задача, для решения которой предложен разработанный способ, состоит в создании усовершенствованного способа создания слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в:
- ускорении темпов строительства, капитального и текущего ремонта инфраструктурных проектов;
- увеличении межремонтных сроков их эксплуатации;
- возможности начинать эксплуатации сразу после окончания работы уплотнительной техники;
- наличии необратимого эффекта постоянного набора несущей способности в ходе эксплуатации;
- уменьшении водонасыщения вплоть до полной водонепроницаемости.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ. Согласно разработанного способа устройства слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры предложено устройство дорожного полотна из смеси, содержащей, минеральные материалы, вяжущее и технологические добавки, взятые в обоснованных количествах, с последующим перемешиванием и уплотнением, причем в качестве минеральных материалов используют, по меньшей мере, один компонент из группы, содержащей асфальтогранулобетонные смеси, антропогенный грунт, глинистые грунты, отходы строительства и сноса зданий, обработанный грунт, искусственные грунты, песчаные грунты или их смеси, а в качестве вяжущего используют готовые к употреблению полифилизаторы «ПГСЖ-1», «ПГСП-3» или «ПГСЭ-4», или их смесь, или смесь «ПГСЖ-1» вместе с «ПГСП-3» или «ПГСЭ-4», а в качестве технологических добавок используют, по меньшей мере, фибру из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси.
Дополнительно в качестве минеральных материалов также могут использовать местные минеральные грунты с числом пластичности менее 22.
В качестве вяжущего могут использовать смесь полифилизаторов «ПГСЖ-1» совместно с «ПГСП-3» или «ПГСЭ-4» (АНДРЕЕВА А.В. и др. Модификация местного глинистого сырья для строительства оснований автомобильных дорог в условиях Севера, Научный журнал КубГАУ, 2013, N85(01), с. 346-355).
Дополнительно в качестве технологических добавок также могут использовать круглую фибру из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси с длиной волокна от 12 до 35 мм и диаметром от 10 до 15 микрон. Смешивание компонентов могут осуществлять как по дороге к месту строительства с использованием мобильных смесительных установок типа Дельта -100 или Экомикс-40, так и на месте строительства с использованием стационарных смесительных установок типа ДС-50Б лиДС- 168 М.
Разработанный способ в дальнейшем будет проиллюстрирован следующими примерами его реализации.
1. При устройстве дорожной одежды нежесткого типа использовали эмульсионно-минеральную смесь состава:
Щебе
нь и гравий крупностью до 10-15 мм (марка по дробимости более 300) - 5-10%;
Асфальтогранулобетонная смесь - 63-70%
Песок природный или из отсевов дробления - 20-25%;
Полифилизатор грунтовый стабилизирующий «ПГСЭ-4» - 1-1,5%
Фиброволокно - 0,5-1,5%.
Смесь была перемешена в стационарной грунто-смесительной установке, перевезена к месту строительста и уложена на основание из местного грунта слоем толщиной от 180 до 450 мм. Уложенная смесь была уплотнена действием комбинированного кулачкового грунтового виброкатка, отпрофилирована грейдером и в последующем окончательно уплотнена гладковальцовым катком массой более 16 т.Показатели прочности основания соответствовали расчетным параметрам по ОДН 218.046-01.
2. При устройстве дорожной одежды нежесткого типа использовали эмульсионно-минеральную смесь состава:
Щебень и щебеночно-песчаные смеси из отходов строительства и сноса крупностью до 10-15 мм (марка по дробимости более 300) - 5-10%;
Отсев, полученный в результате переработки отходов строительства и сноса, -43-50%;
Местные минеральные грунты с числом пластичности 17-30 - 50%;
Полифилизатор грунтовый стабилизирующий «ПГСЭ-4» - 1,0-1,5%,
Фиброволокно - 0,5-1,5%
Смесь была получена на месте строительства путем внесения «ПГСЭ-4» из бочки-дозатора-распределителя, и перемешивания ресайклером на расчетную глубину уложенной на основание из местного грунта смеси слоем толщиной от 180 до 450 мм. Полученная стабилизированная смесь была уплотнена действием комбинированного кулачкового грунтового виброкатка, отпрофилирована грейдером и в последующем окончательно уплотнена гладковальцовым катком массой более 16 т. Полученное основание соответствовало расчетным параметрам по ОДН 218.046-01.