Новые технологии в строительстве автомобильных дорог крайнего севера

Введение
Быстрый рост трафика на автомагистралях, при этом значительное увеличение динамических нагрузок, а также скоростей обуславливает создание новых материалов и технологий, которые способны улучшить качество и продлить период службы дорожного покрытия.
Дорожные работы - это специализированная строительная отрасль, включающая в себя этапы планирования, обслуживания, ремонта, выбора полимерной пропитки, методов укрепления грунта, защиты дорог, а также руководство собственно работой и поиск соответствующей техники и технологий.Следует сразу отметить, что грамотный выбор функционального назначения дорожной одежды играет важную роль при проектировании и строительстве дорожной одежды. Это определяет методы и материалы для строительства дороги .Например, когда мы говорим о прочных дорогах, нам нужны особо прочные и долговечные современные соединения, и строительные материалы, а их выбор, в свою очередь, зависит от многих показателей и требований к маршруту, в том числе климатических характеристик, а также средней скорости и загруженности трафика на этом участке.

1. Строительство дорог по технологии стабилизации грунта
Основное «сырье» - почва. 100% экологическая безопасность является важной особенностью ее технологии, и тут следует учитывать и привлеченный персонал, и требования экологических организаций.
Стабилизатор грунта «АНТ», производимый ОАО «АНТ» в России является основной составляющей технологического процесса технологии. Действие реагента направлено на достижение максимального коэффициента уплотнения почвы и создание высокопрочного каркаса из минеральных соединений, содержащихся в почве. Минеральные добавки вносятся в грунт вместе с водным раствором стабилизатора грунта АНТ (скорость растворения 1: 1000) перед уплотнением. В последующем процессе сжатия (уплотнение дорожным катком) происходит каталитическое связывание, которое вызывает сильный цементный эффект. Затем на проезжую часть наносится износный слой. Асфальт H = 3–5 см или обработка поверхности H = 2–4 см («черный гравий»)используется в качестве слоя износа.

2. Кубовидный щебень в строительстве автодорог
При изготовлении бетонных и асфальтовых дорожных покрытий, а также в строительных конструкциях форма частиц наполнителя имеет большое значение . Приближение формы частиц к правильной кубовидной форме не только увеличивает долю ослабленных частиц, но также увеличивает прочность и долговечность бетонных и асфальтовых конструкций. Особенно важна форма щебня размером 3-5, 5-10, 10-15 мм, который используется для верхнего армирующего слоя дорожного покрытия, от которого зависит долговечность и качество дороги.

3. Применение нового вида бетонадля строительства дорог: фибробазальт-щелочно-шлакобетон
Использование этого бетона решает две проблемы: волокна (базальтовые волокна) повышают прочность, а щелочи повышают устойчивость к кислым средам.
Свои особенности имеет технология изготовления бетона . Получить вибрирующую железобетонную смесь можно, если при подмешивании в нее компонентов бетонной смеси обеспечить равномерную и постепенную подачу фибровой арматуры в бетономешалку.


4. Геосинтетические материалы
4.1 Применение геокаркас
При возведении различных конструкций в стесненных условиях крутые откосы необходимо укреплять подпорными стенами. Подпорные стены используются для удержания земли позади. Строительство таких сооружений - дело ответственное, кропотливое и дорогостоящее .
Использование геокаркаса на этой строительной площадке обеспечивает надежность возводимой конструкции, снижает трудоемкость выполняемых работ и позволяет значительно снизить стоимость и время строительства.
Пластиковая георама с наполнением из инертных материалов, которая используется в качестве дорожного покрытия на автомагистралях, снижает толщину покрытия на 30-50% по сравнению с обычными конструкциями, а также предотвращает образование колеи весной и осенью.


4.2 Применение георешетки
Георешетки предотвращают смещение засыпного пола, используемого при строительстве железнодорожного желоба. Следовательно, георешетки обеспечивают долгосрочную гарантию того, что дороги не требуют технического обслуживания даже в районах с высокой проходимостью.

Местные и сельские дороги, как правило, временные. Эксплуатация таких конструкций дорог значительно затруднено в период оттепели.

На сегодняшний деньгеорешетки нашли широкое применение в гражданском строительстве во всем мире. Изготовлен из высокопрочного полиэтилена и полипропилена. Принцип работы основан на прилипании сыпучего материала к ячейкам сети. Соответственно понимаем, что мобилизовать несущую способность мягкого грунта, тем самым противостоять горизонтальному движению плотинпозволяет такое заклинивание решетке. Георешетки используются в качестве армирующего материала на рыхлых и неоднородных грунтах автомобильных и железных дорог, парковок, посадочных площадок, а также для укрепления устоев, откосов и дамб. Приводит к образованию на его поверхности плиты толщиной, равной высоте георешетки: 100 мм, 150 мм, 200 мм механизм распределения нагрузки: использование георешетки является методом армирования грунта. Механизм передачи нагрузок от движения автотранспорта слоям грунта под плитой следующий:
• Напряжение, передаваемое колесами транспортного средства, увеличивает вертикальное натяжение почвы, заполняющей ячейку георешетки, увеличивая давление на неровные стенки ячеек.
• Эластичная лента георешетки поглощает часть этих сил, а оставшийся заряд передается соседним ячейкам.
• Ячейки, соединенные друг с другом в пространственной структуре георешетки, с течением времени распределяют нагрузку на большие участки земли, что приводит к уменьшению вертикального натяжения. Это имеет большое значение для мягких грунтов, которые после армирования можно использовать для строительства;
• Блокирование ячеек делает ячейки практически неподвижными и ограничивает неравномерное погружение георешетки.Крепление подушки на разных дорожных покрытиях:

4.3 Геотекстиль(дорнит)
Область использования: это нетканый материал состоящий из бесконечных полипропиленовых волокон . Нетканые материалы на основе синтетических полимерных волокон в настоящее время используются в мировой строительной практике.
Состав: полиэфирное волокно - 100% (состав сырья может быть изменен по желанию заказчика).
Материал не подвержен гниению, грибкам и плесени, грызунам и насекомым, а также прорастанию корней. Применяется в качестве промежуточного слоя в дорожном строительстве (предотвращает смешение слоев дорожного покрытия между собой (грунт с щебнем, щебень с песком), что позволяет значительно экономить на песке и гравии), нефте- и газопроводах, грунтовых водах. для дренажа, армирования откосов, диапазон рабочих температур: - 60 ° С + 150 ° С.
Структура материала обеспечивает хорошую сопротивляемость и фильтрующие свойства.
Поставляется различной плотности от 300 руб. / Кв.м. до 4500 руб. / кв.м
Ширина навеса до 5,35 м. Цвет белый или коричневый.
Геотекстиль (Дорнит) - это решение любой строительной проблемы, это экологически чистый нетканый материал, изготовленный из бесконечных полипропиленовых волокон методом прошивки, что гарантирует высокую химическую стойкость и стойкость к термоокислительному старению. Материал не подвержен гниению, грибкам и плесени, грызунам и насекомым, а также прорастанию корней. Диапазон рабочих температур: - 60 C + 100 C. Структура материала обеспечивает хорошую долговечность и фильтрующие свойства.
Чтобы оптимально сочетать свои свойства, геотекстильДорнит, помимо традиционных применений в дорожных конструкциях, дренаже и защите от эрозии, широко используется при строительстве крыш, фундаментов, дренажа, землеустройства и т. Д. Основные функции геотекстиля: разделение, армирование, фильтрация, сушка и их сочетание. Геотекстиль отлично выполняет эти функции благодаря сочетанию свойств.
Области применения:строительство дорог, строительство туннелей, строительство полигонов, гидротехнические сооружения, строительство железных дорог, строительство трубопроводов, изготовление дренажных систем, укрепление полигонов и многое другое.
Особых сложностей в процессе укладки материала нет, это связано со следующими характеристиками:
• рулоны материала небольшие, что снижает затраты на транспортировку и хранение, помимо трудозатрат;
• вода материалом не впитывается; при использовании во влажных условиях вес катков остается прежним;
• не прорастает через корни, защита от грызунов, устойчивость к натуральным кислотам и щелочам и т. д.
• При размещении требуется нахлест (10-12 см).

Геотекстиль выполняет функцию разделительных слоев и позволяет перераспределять напряжения в основании полигона, увеличивая несущую способность основания, устойчивость откосов и улучшая условия уплотнения земляного полотна. Даже при таком применении материала функция армирования выполняется при проектировании для почв с повышенной влажностью. Слой геотекстиля раскатывается продольно по всей ширине земляного полотна. Ширмы соединяются склейкой или сшиванием. Грунт насыпается в геотекстильное полотно на 0,5 м выше торфа. Перемешивание почвы с торфом не происходит, торф оседает равномерно. Замена песчаных желобов на отходы геотекстиля может снизить расход песка, повысить темпы строительства и снизить трудоемкость.

4.4 Применение геосетки
В настоящее время одной из наиболее перспективных технологий, упрощающих строительство дорог в сложных условиях и продлевающих срок их службы за счет повышения их прочности, является технология армирования асфальтобетонных покрытий и слабых оснований геосинтетическими материалами, называемыми геосинтетическими сетями .
Армирование асфальтобетонных перекрытий георешеткой позволяет в 2-3 раза увеличить время проезда автомобильных дорог. В регионах, где активно используются оптоволоконные геосети, затраты на содержание дорог снижаются до 40% за счет сокращения объемов ремонтов.
Преимущества использования:
1. Срок службы асфальтобетонных покрытий значительно увеличился.
2. Значительно уменьшаются трещины.
3. Уменьшает образование борозд на участках с высокой проходимостью.
4. Гарантировано идеальное соединение георешетки и асфальтобетона.
5. Белый цвет продукта свидетельствует о равномерности пропитки материала битумной эмульсией. Температура плавления материала 220 ° С.
6. Незначительный материальный ущерб во время установки.
7. Материал прост в установке и не требует дополнительных дюбелей.
8. Схема работы битумной смеси идентична схеме работы полиэстера.
9. Сходство характеристик геокомпозитного материала и битумной смеси способствует их структурной взаимозаменяемости.


5.Применение новых технологий в дорожном строительстве крайнего севера
Рассмотрим проблему пластической деформации и канавок на автомобильных дорогах и рассмотрим очень рациональный способ решения этой проблемы, увеличив степень уплотнения и уменьшив толщину верхнего слоя асфальтобетонного покрытия, который более подвержен пластической деформации - новая технология компактного двухслойного асфальтобетонного покрытия .
Kirchner внедряет эту технологию с середины 1990-х годов и теперь успешно используется на дорогах Германии, Нидерландов и Польши.
С каждым годом мы видим, как увеличивается плотность транспортных потоков. Увеличению осевых нагрузок в значительной степени содействует значительное увеличение доли большегрузного транспорта. Этот фактор напрямую влияет на состояние дороги.
По мере увеличения трафика усиливалась и деформация асфальтового покрытия, такая как колеи вдоль полос движения и «гребни» в точках торможения перед перекрестками.
В верхних слоях асфальтобетонных покрытий с высоким содержанием наполнителя и вяжущего чаще всего возникают различные повреждения и деформации.

6. Резинобитум
Причин образования трещин на дороге несколько. Напряжение сжатия дорожного полотна может превышать предел прочности связующего дорожного материала, оно разрушается . Чтобы этого не произошло, тротуарный материал должен быть гибким и легко растягиваться. Бывает, что в нижних слоях материала начинают образовываться трещины. В местах появления внутренних трещин нагрузка перестает равномерно распределяться, происходит прокол и, как следствие, в дороге образуется проем при последующая эксплуатация такого участка дороги.Кроме того, трещины могут образовываться в результате воздействия окружающей среды, например, резких перепадов температуры, особенно в межсезонье. Кроме того, при длительном использовании дорожного покрытия могут образовываться трещины, так как дорожное основание со временем размягчается и теряет свои первоначальные крепежные свойства.
Известно, что чем выше вязкость дорожного покрытия, тем дольше оно остается без трещин. Но в то же время необходимо, чтобы эти вязкие свойства материала оставались постоянными при изменении окружающей среды. Связующее не должно затвердевать зимой и не должно плавиться летом, а его использование может продлить срок службы ленты. Лучшее решение этой проблемы - использование полимерных материалов. Однако есть и ограничения, в основном связанные со стоимостью полимерных компонентов.Но, как говорится, если есть проблема, то решение найдется, особенно в наше время стремительного технологического развития. Использование резинового битума, то есть резиновой крошки, оптимально по соотношению цены и качества.

7. Холодные литые эмульсионно-минеральные смеси
SlurrySeal и MicroSurface (современное название - SlurrySystems) - это эмульсионно-минеральные смеси холодного литья.Эти смеси используются для разбавления износа дорожных покрытий и являются одним из видов обработки поверхности. Канализационные системы - это метод профилактического обслуживания дорожных покрытий. Грязевые системы помогают предотвратить и приостановить уже начавшиеся процессы старения и восстановить характеристики покрытия .
Суть профилактического обслуживания дорог заключается в том, что при проведении такой обработки поверхности, как SlarrySeal, когда поверхность дороги все еще находится в хорошем состоянии (каждые 3-5 лет), обслуживание обходится намного дешевле, чем капитальный ремонт дороги после 7 дней и до 10 лет, когда дорога приходит в негодность. При надлежащем профилактическом обслуживании капитальный ремонт может никогда не потребоваться!
Системы SlurrySeal выполняют две основные функции:
1. В процессе эксплуатации накладка подвергается механической нагрузке на шину, что приводит к ее механическому износу, снижению коэффициента трения и даже образованию канавок.Удары шипованных шин особенно опасны для дорожного покрытия. Износостойкий слой SlarrySeal восстанавливает характеристики покрытия.
2. Слой SlurrySeal защищает основные слои дорожного покрытия от неблагоприятных погодных условий, попадания влаги и преждевременного старения.
Системы SlarrySeal обладают множеством преимуществ и являются незаменимым инструментом в вашем арсенале для обслуживания дорог.



 
Заключение

В настоящее время в нашей стране не решены проблемы поиска более совершенных и экономичных технологий дорожного строительства, а также, конечно, ремонта и восстановления покрытия всех типов автомобильных дорог . Дело в том, что применяемые сегодня технологии строительства и ремонта дорог просто не обеспечивают необходимого срока службы дорог и вызывают появление трещин и дефектов покрытия уже в первый год активной эксплуатации.
Если говорить о ситуации с дорожным строительством за рубежом, то заметен технический прогресс, который выражается не только в разработке, но и в активном применении на практике современных и эффективных методов строительства и ремонта дорог.
Строительство дороги требует дополнительных мер по предотвращению износа и укреплению платформы. Климатические и геологические трудности, большие нагрузки могут очень быстро повредить поверхность, и внедрение новых технологий укрепления фундамента в дорожном строительстве - наиболее правильный путь развития отрасли.