Фиброцементогрунт в устройстве дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог. C. 118–127

УДК

624.138.232

DOI:

10.37482/0536-1036-2024-2-118-127

Аннотация

Важнейшим фактором увеличения эффективности освоения лесосырьевых баз является развитие и повышение транспортно-эксплуатационного состояния сети лесовозных автомобильных дорог. Инертные дорожно-строительные материалы: песок, щебень, щебеночно- и гравийно-песчаные смеси – традиционно применяются для строительства дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог. Однако в районах с дефицитом данных материалов стоимость строительства дорог существенно возрастает. Альтернативной технологией, позволяющей существенно сократить либо полностью исключить применение инертных дорожно-строительных материалов, является укрепление местных грунтов для устройства конструктивных слоев дорожных одежд. Технология укрепления грунтов заключается в их перемешивании с вяжущими веществами и уплотнении при оптимальной влажности смеси, при этом полученный материал приобретает заданные прочность и морозостойкость. Наиболее эффективным и распространенным вяжущим веществом для укрепления грунтов является портландцемент. Однако наряду с высокими прочностными показателями и морозостойкостью цементогрунты в силу кристаллической структуры имеют низкую трещиностойкость, что ухудшает транспортно-эксплуатационные показатели и сокращает срок службы дорожных одежд. В число рациональных решений по повышению надежности укрепления грунтов для строительства дорожных одежд автомобильных дорог входит устройство фиброцементогрунтовых слоев. Предмет исследования – фиброцементогрунт для строительства конструктивных слоев дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог. Цель – улучшение физико-механических показателей и морозостойкости грунтов, укрепленных портландцементом с добавкой фибры на основе базальтового волокна. Проведены лабораторные испытания прочности на сжатие и на растяжение при раскалывании, а также морозостойкости фиброцементогрунтов различных составов в соответствии с ГОСТ Р 70452–2022. Согласно полученным данным, фиброцементогрунт имеет более высокие прочность и морозостойкость по сравнению с цементогрунтом. Волокна фибры, распределенные в объеме цементогрунтовой матрицы, эффективно воспринимают внешние нагрузки, обеспечивая высокие физико-механические показатели, следовательно, и трещиностойкость, а также морозостойкость материала. При менение фиброцементогрунта для строительства дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог позволит увеличить долговечность и надежность функционирования таких дорог, снизить издержки на строительство и эксплуатацию дорожно-транспортной инфраструктуры лесосырьевых баз.

Сведения об авторах

С.А. Чудинов, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AEN-3285-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4492-8188
Уральский государственный лесотехнический университет, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург, Россия, 620100; chudinovsa@m.usfeu.ru

Ключевые слова

лесовозные автомобильные дороги, дорожная одежда, фиброцементогрунт, цементогрунт, укрепленный грунт, трещиностойкость, армирование

Для цитирования

Чудинов С.А. Фиброцементогрунт в устройстве дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог // Изв. вузов. Лесн. журн. 2024. № 2. С. 118–127. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-2-118-127

Литература

1. Бавбель Е.И., Игнатенко В.В., Науменко А.И. Конструирование и методика расчета дорожных одежд из укрепленных грунтов // Тр. БГТУ. Лесн. и деревообраб. пром-сть. 2016. № 2(184). С. 58–60. 

2. Вдовин Е.А., Мавлиев Л.Ф. Исследование долговечности модифицированного цементогрунта дорожного назначения // Пром. и гражд. стр-во. 2014. № 11. С. 76–79.

3. Восканянц К.Е. Разработка составов и технологий укрепления и стабилизации грунтов для автодорожного строительства // Науч. исслед. 2018. № 6(26). С. 23–25.

4. Голубева Е.А., Плахотний А.Б. Практика применения дорожного полимерцементогрунта на федеральной трассе «Амур» // Техника и технологии стр-ва. 2017. № 3(11). С. 45–49.

5. Коновалова Н.А., Дабижа О.Н., Панков П.П., Руш Е.А. Утилизация гидролизного лигнина в составах цементогрунтов // Экология и пром-сть России. 2019. Т. 23, № 11. С. 32–37. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-11-32-37

6. Лыщик П.А., Плышевский С.В., Науменко А.И. Использование комплексного вяжущего для укрепления грунтов земляного полотна лесных автомобильных дорог // Тр. БГТУ. Лесн. и деревообраб. пром-сть. 2013. № 2(158). С. 39–42.

7. Ольховиков В.М. Строительство дорожных одежд низкой стоимости с основаниями из укрепленных грунтов и тонкослойными покрытиями. М.: Информавтодор, 2003. 84 с. 

8. Патент 2785742 С1 РФ, МПК Е02D 3/12, Е01С 3/04, Е01С 7/36, С04В 28/04, С04В 111/20. Фиброцементогрунтовая смесь: № 2022105876: заявл. 05.03.2022: опубл. 12.12.2022 / С.А. Чудинов. 

9. Скрыпников А.В., Козлов В.Г., Ломакин Д.В., Логойда В.С. Исследование отходов промышленности для укрепления грунтов // Фундам. исслед. 2016. № 12-1. С. 102–106.

10. Степанец В.Г., Герасимова С.А. Основания дорожных одежд из укрепленных грунтов повышенной прочности и морозоустойчивости // Молодой ученый. 2020. № 22(312). С. 148–154. 

11. Федькин А.С. Экспериментальные лабораторные исследования композиционного материала на основе грунта и минерального вяжущего для укрепления грунтов лесных дорог // Тр. БГТУ. Лесн. и деревообраб. пром-сть. 2012. № 2. С. 89–92.

12. Чудинов С.А. Производственные испытания грунтов, укрепленных портландцементом с добавкой полиэлектролита // Изв. вузов. Лесн. журн. 2011. № 6. С. 58–61.

13. Чудинов С.А. Укрепленные грунты в строительстве лесовозных автомобильных дорог: моногр. Екатеринбург: УГЛТУ, 2020. 174 с. 

14. Чудинов С.А. Совершенствование технологии укрепления грунтов в строительстве автомобильных дорог лесного комплекса: моногр. Екатеринбург: УГЛТУ, 2022. 164 с. 

15. Чудинов С.А., Булдаков С.И. Теоретические исследования процессов структурообразования глинистых грунтов, укрепленных портландцементом с добавкой полиэлектролита // Изв. вузов. Лесн. журн. 2010. № 5. С. 82–88.

16. Beeghly J., Schröck M. Dredge Material Stabilization Using the Pozzolanic or Sulfo-Pozzolanic Reaction of Lime By-Products to Make an Engineered Structural Fill. International Journal of Soil, Sediment and Water, 2010, vol. 3, iss. 1, art. no. 6. Available at: https://scholarworks.umass.edu/intljssw/vol3/iss1/6/ (accessed: 21.03.24).

17. Brockenbrough R.L. Highway Engineering Handbook. New-York, McGraw-Hill, 2009. 885 p.

18. Jones C. Soil Consolidation and Strengthening Using Electrokinetic Geosynthetics – Concepts and Analysis. Geosynthetics, 2006, pp. 411–414.

19. Khan M.A., Usmani A., Shah S.S., Abbas H. A Study of Multilayer Soil-Fly Ash Layered System under Cyclic Loading. International Journal of Civil Engineering, 2008, vol. 6, no. 2, pp. 73–89.

20. Mavliev L., Bulanov P., Vdovin E., Zaharov V., Gimazov A. Road Soil Cement with Complex Additives Based on Organosilicon Compounds and Electrolytes. ZKG: ZementKalk-Gips International, 2016, no. 9(69), pp. 49–54.

21. Prabakar J., Dendorkar N., Morchhale R.K. Influence of Fly Ash on Strength Behavior of Typical Soil. Construction and Building Materials, 2004, vol. 18, pp. 263–267. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2003.11.003

22. Sabri I.L.M. Study on the Impact of Moisture Content on Subgrade Strength. 5th International Symposium 2015 – IntSym 2015, SEUSL. Sri Lanka, SEUSL Publ., 2015, pp. 71–76.

23. Salour F., Erlingsson S. Permanent Deformation Characteristics of Silty Sand Subgrades from Multistage RLT Tests. International Journal of Pavement Engineering, 2017, vol. 18, iss. 3, pp. 236–246. https://doi.org/10.1080/10298436.2015.1065991

24. Vijayan D.S. Effect of Solid Waste Based Stabilizing Material for Strengthening of Expansive Soil – A Review. Environmental Technology & Innovation, 2020, vol. 20, art. no. 101108. https://doi.org/10.1016/j.eti.2020.101108

25. Zainorabidin A., Agustina D.H. Effect of Moisture Content of Cohesive Subgrade Soil. MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 195, art. no. 03010. https://doi.org/10.1051/matecconf/201819503010