1 стр. из 1

В середине марта дорожная секция Ассоциации предприятий дорожно-мостового комплекса Санкт-Петербурга провела семинар «Комплекс мер, направленный на повышение несущей способности дорожных оснований при проектировании и строительстве объектов дорожного хозяйства».

Специалистам дорожной отрасли были представлены исследования ФГУП «СоюзДорНИИ» и ЗАО «ПО «Возрождение». Исследования представлял кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник петербургского филиала ФГУП «СоюзДорНИИ» Альберт Оттович Салль. В ходе семинара специалисты, эксперты дорожной отрасли обсуждали проблемы применения различных видов щебеночных оснований, использование легкоуплотняемого гранитного щебня. Было признано, что применение легкоуплотняемого гранитного щебня марки 800 клиновидно-тетраэдральных форм, а также применение щебеночно-песчаных смесей имеет более высокие характеристики упругости основания дорожной одежды, более эффективно подается уплотнению и позволяет достичь до 15% экономии по сравнению с использованием трудноуплотняемых марок щебня кубовидной формы.

Специалистами было также отмечена возможность внесезонного применения, с соблюдением определенных требований, щебеночно-песчаных смесей для устройства оснований дорожного полотна. Это позволит заблаговременно подготавливать участки дорожного строительства для нанесения верхнего асфальтового слоя в летний период времени.

Необходимость такого обсуждения назрела давно. На протяжении многих лет при нормировании требований к щебню для дорожных оснований проектировщики традиционно руководствовались определенными представлениями о влиянии прочности породы — чем прочнее камень, тем выше качество основания, не принимая во внимание те современные разработки, которые уже использованы в качестве эксперимента на КАД, на дороге Кола, в других регионах России.

Щебеночное основание — наиболее распространенный тип дорожного основания, которому в настоящее время (ОДН 218.046-01«Проектирование нежестких дорожных одежд». Госслужба дорожного хозяйства. Минтранс РФ. Москва. 2001 г.) придан статус несущего слоя дорожной одежды. Однако практикуемое нормирование требований к исходным материалам, технологии строительства и контролю качества осуществляется без должного учета и понимания механики работы дорожной одежды в процессе эксплуатации дороги. Поэтому есть некоторые возможности и определенные пути повышения качества щебеночных оснований, исходя из современных критериев прочности и показателей физико-механических свойств конструктивных слоев.

Специалистами ФГУП «СоюзДорНИИ», в частности Альбертом Оттовичем Саллем, на протяжении многих лет проводились исследования, в результате которых был выработан комплекс мер, направленный на повышение несущей способности дорожных оснований, который мы и предлагаем вашему вниманию для обсуждения.

Комплекс мер, направленный на устройство оснований повышенной жесткости:
 -  Использование легкоуплотняемого щебня по СНиП 3.06.03-85;
 -  Переход на двухфракционный щебень фр. 20–70 мм по ГОСТ 8267-93 и щебеночно-песчаные смеси ГОСТ 25607-94;
 -  Реализация уплотняемости щебня путем интенсификации уплотнения;
 -  Использование щебня клиновидно-тетраэдральных форм;
 -  Устройство защитного слоя на слабом песчаном основании.
 
Стоит подробнее остановится на вышеперечисленных мероприятиях.

Использование легкоуплотняемого щебня по СНиП 3.06.03-85

На протяжении многих лет при нормировании требований к щебню для дорожных оснований руководствовались ошибочными представлениями о влиянии прочности породы: чем прочнее камень, тем выше качество основания. На самом деле прочность камня влияет на модуль упругости значительно меньше, чем плотность укладки щебня, которая у менее прочного легкоуплотняемого щебня (М800) оказывается выше. К сожалению, эти ошибочные представления укоренились в сознании дорожников, а в учебно-справочной литературе нет соответствующих разъяснений.

По новой концепции, щебеночные материалы были разделены на две разновидности: легкоуплотняемые М800 и трудноуплотняемые М1000 и выше (СНиП 3.06.03–85). При этом легкоуплотняемые материалы из менее прочного камня позволяют достичь меньшей остаточной пористости и более высоких расчетно-нормативных показателей модуля упругости (ВСН 46-83, МОДН 2-2001) и, следовательно, являются наиболее предпочтительными. Жесткость уплотненного слоя щебня зависит от жесткости контактов его отдельных зерен, поэтому общая упругая деформация от воздействия внешних нагрузок складывается из элементарных упругих сближений пары соприкасающихся зерен. У легкоуплотняемого щебня площадки контактов зерен, образующиеся при уплотнении, больше, и, следовательно, упругие сближения пары зерен меньше, чем у трудноуплотняемого щебня. Этим объясняются более высокие модули упругости оснований из легкоуплотняемого щебня.

Технико-экономическая эффективность замены трудноуплотняемого гранитного щебня на щебеночно-песчаные смеси подтверждается при строительстве Кольцевой автомобильной дороги вокруг Санкт-Петербурга. Научно-методическое сопровождение осуществляет ФГУП «СоюзДорНИИ».

Переход на двухфракционный щебень фр. 20–70 мм по ГОСТ 8267-93 и щебеночно-песчаные смеси ГОСТ 25607-94

Недостаток устройства щебеночных слоев из однофракционного щебня по способу заклинки «неравномерная плотность по глубине» все в большей степени входит в несоответствие с прогрессом развития конструктивных и технологических решений в связи с ростом автомобильных нагрузок и необходимостью утолщения конструктивных слоев, а также расширенным внедрением высокоэффективной виброуплотняющей техники. В частности, в соответствии с нормативными отечественными правилами, максимальная толщина щебеночного слоя, укладываемого в один слой, за период с 1946 по 1983 гг. увеличилась в 2 раза — с 15 до 30 см. Для устройства щебеночных оснований методом заклинки, в соответствии со СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги», традиционно и зачастую необоснованно для строительства щебеночных шоссе и оснований назначают однофракционный щебень, с размером зерен 40–70 мм марки 1000 и выше. При этом рыхлость щебня затрудняет его уплотнение, особенно на первом этапе устройства основания, а отсутствие мелких фракций (зерен) в нижней части слоя обуславливает ее недоуплотненность в связи с повышенной остаточной пористостью устраиваемого основания. Нормативные показатели плотности и жесткости щебеночных слоев могут быть обеспечены лишь при достижении оптимального зернового состава в результате измельчения зерен в процессе укатки, достичь этого из одной фракции крупного трудноуплотняемого щебня затруднительно.

Эти недостатки в определенной мере устраняются при замене однофракционного трудноуплотняемого щебня (40–70 мм) двухфракционным (20–70 мм) и практически исключаются при устройстве оснований из щебеночно-песчаных смесей.

Реализация уплотняемости щебня путем интенсификации уплотнения

Для натурных исследований защемления были использованы гранитные каменные материалы ЗАО «Выборгское карьероуправление». Марка щебня по дробимости —«800», содержание зерен лещадной и игловатой форм от 8 до 20%, содержание клинца от 16 до 20%. Основание устраивали из щебеночно-песчаной смеси с размерами зерен от 0 до 80 мм (смесь С-9 по ГОСТ 25607-94). Остаточную пористость слоя и возникающий в нем распор измеряли в укатываемом слое специально разработанными методами.Результаты определения показателей после 4, 8, 16 и 32 проходов катка DYNOPAC массой 9 т, представлены в таблице.

Полученные данные свидетельствуют о достижении требуемого бокового распора и дополнительно обосновывают ранее разработанные нормативы остаточной пористости [1]. Частный, не менее важный вывод для Северо-Западного региона нашей страны — это высокая эффективность использования для дорожных оснований щебня изверженных пород марки «800».

Использование щебня клиновидно-тетраэдральных форм

Дальнейшее развитие технических требований к форме зерен дорожного щебня должно увязываться с оценкой его расклинивающей способности. Практикуемая оценка формы зерна по признаку приблизительного равенства его размеров по всем направлениям, его «кубовидность», далека от совершенства, а зерна кубовидной формы расклинивающей способностью не обладают. Особое значение приобретает оценка расклинивающей способности зерен при целенаправленном развитии дробильной техники для получения дорожного щебня клиновидно-тетраэдральной формы.

Несущее щебеночное основание должно обеспечивать прочность дорожной одежды и для этого обладать способностью перераспределять вертикальную автомобильную нагрузку на нижеразмещенные слои по большой площади. Слой может работать на изгиб только при создании в нем в процессе уплотнения защемления; для этого в щебне должно быть достаточно клинца. Для изготовления щебня с повышенным содержанием клинца предпочтительнее порода с крупнозернистой структурой, так как при дроблении отдельных зерен образуются угловатые щебенки. Производственный опыт изготовления щебня с сочетанием щековых дробилок на первом этапе дробления и конусных на втором этапе позволяет рекомендовать повышение требовательности к содержанию зерен лещадной и угловатой формы —их должны быть не более 20%.

Устройство защитного слоя на слабом песчаном основании

Важнейшее условие для надлежащего уплотнения щебеночного слоя — это наличие песка низлежащего слоя. Песок низлежащего слоя должен иметь степень неоднородности по ГОСТ 25100 более 3. Функции песка проявляются во взаимосвязи со следующими факторами:
 -  повышенная жесткость песка обеспечивает в укатываемом слое напряженное состояние, требуемое для уплотнения и заклинки;
 -  повышенная сдвигоустойчивость предотвращает образование колеи;
 -  взаимопроникновение щебня и песка на границе раздела слоев повышает плотность материалов и улучшает условия их уплотнения. Этому способствует использование тяжелой виброуплотняющей техники.
 
Если в дополнительном слое основания применяют однородный песок со степенью неоднородности менее 3, то поверх него предусматривают укладку защитного (технологического) слоя из щебеночного (гравийного) песчаных смесей, отсевов дробления изверженных пород гравелистых или крупных песков оптимального состава.

Комплекс мер, направленный на повышение несущей способности дорожных оснований, обязательно должен включать в себя и контроль качества. Качество уложенного основания должно контролироваться по показателям жесткости и плотности. Модуль упругости основания, устанавливаемый при испытании колесом автомобиля, должен быть не менее проектного, а остаточная пористость, проверяемая методом лунки, не менее расчетно-нормативных значений.

Комплекс мер, направленный на повышение несущей способности дорожного основания, полностью находится в нормативном поле действующих ГОСТов, СНиПов, ОДН и способствует повышению прочности и долговечности дорожной одежды.

В работе семинара приняли участие ведущие представители более 30 проектных и дорожных организаций.

По итогам обсуждения было рекомендовано направить материалы исследований в отраслевые органы региональной и федеральной власти, а также на обсуждение во всероссийские отраслевые союзы для разработки рекомендаций к практическому применению.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!