Применение пенобетона в дорожном строительстве
Материалы и методы: подходы к проектированию строительства на слабых грунтах подразделяются на методы: 1) устройство насыпи из обычного грунта, увеличивая прочность на сдвиг и снижая сжимаемость слабого грунта основания: 2) применение облегченной насыпи для уменьшения нагрузки, передаваемой на слабый грунт во избежание перенапряжения слабого грунта.
Результаты и обсуждение. Оценивая различные методы строительства на слабом грунте, специалистами должны учитываться факторы:
Метод строительства на слабом грунте, основанный на уменьшении нагрузки на слабое основание за счет уменьшения веса насыпи, стал альтернативой известным освоенным российскими дорожниками решением. Снижение веса насыпи может быть достигнуто применением для устройства материалов, имеющих значительную меньшую плотность, чем грунт [2]. Существует множество легких материалов, которые потенциально могут использоваться в дорожных насыпях.
Впервые бетоны были получены в конце XIX в. Промышленное производство их началось в 20-х годах нашего столетия. В 1924 г. в Швеции был предложен способ получения газобетона на основе цемента, извести и различных добавок с применением в качестве газообразующего агента алюминиевой пудры. Несколько позднее в Дании был изобретен пенобетон. В 30-х годах были предложены способы получения ячеистых бетонов на основе цемента, извести и молотого кварцевого песка с последующей автоклавной обработкой формованных изделий. Но на тот момент существовали некоторые проблемы по внедрению и совершенствованию способов реализации, т.к. не была разработана техническая документация для внедрения в практику.
За рубежом широко распространено и утепление пенобетоном обочин дорожного полотна в районах вечной мерзлоты и пучинистых грунтов. Укладка конструкционных слоев одежды производится непосредственно на пенобетон. Область применения пенобетона достаточно велика, но в сфере строительства дорог используют при прокладке тоннелей для заполнения пространства между трубой и грунтом, для возведения легких насыпей на слабых грунтах, при защите грунтовых карьеров от промерзания, при теплоизоляции цементобетонных покрытий при их укладке в осеннее-зимний период и защите их от чрезмерного перегрева и для уменьшения суточного перепада температур на их поверхности в условиях жаркого климата, при заполнении карстовых полостей, зон старых горных разработок, при теплоизоляции штабелей складированных смерзающихся дорожно-строительных материалов и т.д.
Применение пенобетона в дорожной отрасли позволяет выполнять большой спектр решений:
В России легкий ячеистый бетон применяют только в аэродромных одеждах в качестве теплоизоляционного слоя [4].
Применение пенобетона весьма актуально, так как это способствует улучшению грунтов для возведения дорожных насыпей, а также материал обладает износоустойчивостью, что подтверждается зарубежными проектами [5]. В части разработки технической документации несколько стран разработали общие методические указания по проектированию с целью взаимодействия в проектировании насыпей на слабом грунте.
Для повышения прочности и долговечности конструкции пенобетон применяют совместно с геомембранами и другими аналогичными материалами, что позволит также получить экономическую выгоду. Для предотвращения оползневых явлений устраивают подпорные стенки, защищающие от бокового давления грунта при промерзании и пучении (рис. 1), для отвода воды применяют водоотводные сооружения (рис. 2). Исходя из условий проведения работ, с помощью теплотехнических и других необходимых расчетов определяют толщину слоя и плотность пенобетона.
Размеры водоотводных сооружений назначают по гидравлическому расчету, учитывая приток и глубину залегания вод, площадь осушаемой территории и ее инженерно-гидрологические условия. Форму поперечного сечения канав принимают такой, чтобы обеспечить механизированное производство работ и устойчивость откосов. Толщина слоя пенобетона и его плотность зависят от конкретных условий строительства объекта и определяется соответствующим расчетом [3]. Пенобетон одновременно может выполнять функцию теплоизоляции дорожного полотна и подпорной стенки (рис.3).
Приведенные в качестве примеров детальные конструкции насыпей на слабых грунтах с применением пенобетона позволили наглядно проиллюстрировать их место в условиях строительства; детали конструкций применяются для разработки чертежей и конструктивных деталей.
Рецензенты:
Применение пенобетона СОВБИ в дорожном строительстве
Монолитный пенобетон, в силу высоких теплоизоляционных показателей, негорючести и низкой гигроскопичности, уже давно стал востребованным в строительстве (теплоизоляция) и в коммунальном хозяйстве (защита теплотрасс и любых других инженерных сетей). Однако дорожное строительство ещё не успело в полной мере оценить, насколько удобней и дешевле использовать легкие, имеющие невысокую плотность, варианты ячеистого бетона. Марка «СОВБИ», легкий монолитный пенобетон, меж тем уже с 2008 года используется как неотъемлемый элемент дорожных одежд, применение которого особенно актуально в нашем климате, в условиях, когда прокладка и эксплуатация дорог проходит в отнюдь не идеальных условиях.
Чем же хорош легкий бетон «СОВБИ»? Какова сфера его применения в дорожном строительстве? Почему строительство и ремонт дорог с использованием «СОВБИ» оказывается дешевле, чем с применением традиционных материалов?
Что такое «СОВБИ»
«СОВБИ» – это не столько легкие теплоизоляционные бетоны, сколько технология, основным элементом и инструментом которой является как раз легкий теплоизоляционный монолитный пенобетон. Технология «СОВБИ» предполагает замену легкими бетонами традиционных материалов, использующихся как в строительстве зданий и сооружений, так и в дорожном строительстве. Слой монолитного легкого бетона служит заменой материалов, обеспечивающих стабильность микроклиматических условий в пределах дорожных одежд, дает возможность справиться с целым рядом проблем, которые не могу решить сыпучие материалы, используемые в качестве компенсирующих подушек в основании дорожного полотна.
Технология «СОВБИ», таким образом, ориентирована на замену традиционных материалов, используемых в дорожных одеждах, на легкий пенобетон. Малая плотность и способность лишь ограниченно абсорбировать влагу, позволяет применять технологию (и использующийся для её реализации монолитный теплоизоляционный пенобетон) на топких и сложных грунтах, с близко расположенными к поверхности грунтовыми водами.
Преимущества монолитного пенобетона «СОВБИ»
Успешно заменяя традиционные материалы, участвующие в формировании дорожных одежд, легкий монолитный пенобетон обладает целым рядом преимуществ. Материал:
Подготовка основания под строительство дорог при использовании монолитных пенобетонов «СОВБИ» существенно сокращается, появляется возможность прокладывать трассы по топким и откровенно заболоченным районам. Нивелируя сезонные подвижки грунта и вспучивание, легкие бетоны и здесь оказываются на высоте.
Впрочем, одними только полевыми работами область использования материала и технологии «СОВБИ» не ограничивается: не менее востребованы они и в условиях плотной городской застройки, где «поведение» грунта во многом корректируется воздействием тепла и повышением влажности из-за близости инженерных сетей – теплотрасс, коллекторов и водопроводных магистралей. Компенсируя их воздействие на грунт легкие монолитные бетоны, используемые в технологиях «СОВБИ», делают невозможное: куда реже на городских трассах появляется ремонтная спецтехника и куда реже дорогам требуется дополнительное аварийное асфальтирование и ямочный ремонт.
21.08.2019
Смольный стремится повысить качество дорожных работ
На последнем заседании городских чиновников, прошедшем 20 августа в Смольном, был рассмотрен вопрос о возможности перехода с организациями, осуществляющими дорожное строительство и ремонт дорог, на трехлетние контракты.
подробнее
29.11.2018
Утвержден перспективный план Ленинградской области по дорожному строительству
Губернатор Ленинградской области А.Дрозденко утвердил предварительную программу по развитию дорожной отрасли на период с 2019 по 2023 годы, которая предполагает увеличение количества дорог, находящихся в нормальном состоянии, на 737 км.
подробнее
Применение пенобетона СОВБИ в дорожном строительстве
Снижение стоимости и повышение качества проектирования дорог и дорожного строительства в Российских условиях требует привлечения современных технологий, которые могли бы учитывать ее особенности и специфику производства такого рода работ. Конструирование покрытий осложняется отсутствием во многих регионах щебня, что усугубляется вдобавок большими расстояниями до местонахождения его фактического производства, наличием пучинистых и слабых грунтов, низкими зимними температурами на больших площадах страны. Немалую роль в этом списке играют нарушение технологий укладки щебня при строительстве и фракционная некачественность данного материала. Внедрение монолитного неавтоклавного дорожного пенобетона СОВБИ (ПБС-Д) в проектировании и строительстве дорог позволяет полностью отказаться от щебня и привлечения к работам тяжелой техники, а также сформировать несущее основание дорожной одежды и в то же время, отказавшись от использования экструзионного пенополистирола (частично или полностью), обеспечить качественную теплозащиту пучинистых грунтов, значительно уменьшить толщину дорожного полотна, а как следствие и стоимости дорожного строительства. Специфика технологии «СОВБИ» дает возможность добавления золы и других производственных отходов в пенобетон, что играет важную роль при сокращении стоимости проектных и строительных работ, улучшения экологии регионов.
Область использования монолитного неавтоклавного дорожного пенобетона СОВБИ (ПБС-Д) достаточно широка: возведение легких насыпей на слабых грунтах, проектирование и строительство автомобильных дорог различных категорий в качестве несущего конструктивного слоя, защита грунтовых карьеров от промерзания, теплоизоляция цементобетонных покрытий при их укладке в осенне-зимний период и защита их от чрезмерного перегрева в условиях жаркого климата, укрепление набережных. Широкое применение данный материал нашел в дорогах, на свайных основаниях (несущих опорах), где использование пенобетона позволяет передавать нагрузки несущих опор не на мягкий грунт, а на залитую плиту пенобетона.
Пенобетонные прослойки при укреплении откосов выполняют функцию покрытия, защищающего откос от эрозии, при изоляции земляного полотна и фундаментов, ограничивающего деформации грунта в поверхностной зоне откоса.
Применение дорожного пенобетона СОВБИ (ПБС-Д) особенно актуально при проектировании дорог, реконструкции и ремонте дорожных одежд автомобильных и железных дорог, при ремонте аэродромных покрытий, в городских стесненных условиях при устройстве проездов, тротуаров, конструировании покрытий на участках, где использование бетоноукладочных машин невозможно или нецелесообразно из-за малой площади и т.д.
Преимущества использования пенобетона ПБС-Д при проектировании дорог и их строительстве
Применение ПБС-Д в процессе проектирования дорог и при их строительстве позволяет:
При оценке экономической эффективности от конструирования покрытий дорожных одежд с использованием данного материала следует учитывать, что применение конструкций с пенобетоном обеспечивает увеличение межремонтных сроков дорожной конструкции.
С целью повышения прочности и долговечности дорожных конструкций возможно применение ПБС-Д совместно с армирующими геомембранами, георешетками и другими геосинтетическими материалами.
Параметры вариантов конструкций должны обосновываться теплотехническими и другими необходимыми расчетами (расчет конструкций дорожных одежд).