Техника для строительства дорог

метки: Строительство, Дорога, Техник, Геотекстиль, Материал, Покрытие, Щебень, Почва

377kb.

18.12.2011 02:17

---

• Смотрите также:
• [ лекция ]
• [ документ ]
• [ стандарт ]
• [ курсовая работа ]
• [ стандарт ]
• [ стандарт ]
• [ стандарт ]
• [ документ ]
• [ реферат ]
• [ документ ]
• [ документ ]
• [ документ ]

Эффективные технологии строительства и эксплуатации, автомобильных дорог.

Эффективность социально-экономического развития страны во многом определяется качеством автомобильных дорог. Состояние с их недоремонтом, а также включение наших дорог в Европейскую транспортную систему придают вопросу реабилитации автомобильных дорог особую значимость. Вхождение в систему Европейских грузоперевозок в ближайшее время невозможно ввиду наличия автомагистралей с сильно изношенным покрытием, ограниченными условиями безопасности движения и дорожного сервиса при недостаточных финансовых возможностях. Решить задачи по сохранению и восстановлению работоспособности автомобильных дорог в сложившихся условиях можно при внедрении технологий регенерации асфальтобетонных покрытий, которые начали активно внедряться в конце XX века в западноевропейских странах в условиях резкого роста цен на энергоресурсы.

Строительство дорог с применением технологии ANT

Основным «сырьём» является грунт. Немаловажной особенностью технологии является её 100% экологическая безопасность, как для рабочего персонала строительных организаций, так и для окружающей среды.

Основным компонентом технологического процесса технологии является стабилизатор грунта «ANT», производимый ЗАО «АНТ» на территории России. Действие препарата направлено на получение максимального коэффициента уплотнение грунта и создание высокопрочного скелета из содержащихся в грунте минеральных соединений. Водный раствор стабилизатора грунта «ANT» (коэффициент растворения 1:1000) совместно с минеральными добавками, вносится в грунт до трамбовки. В процессе последующего сжатия (уплотнение дорожным катком) происходит каталитически-связующий процесс, вызывающий сильное цементирующее действие. В последующем, поверх дорожного полотна производится устройство слоя износа. В качестве слоя износа используется асфальт H=3–5 см, либо поверхностная обработка H= 2–4 см («чёрный щебень»).

Технические характеристики дорожного полотна:

• разрешенная нагрузка на ось автотранспорта составляет >10т (возможно увеличение нагрузки за счёт увеличения толщины полотна)
• прочность на сжатие > 4 МПа
• модуль упругости > 300 МПа
• водонасыщение < 5%

Преимущества технологии «АNТ» относительно общепринятых технологий дорожного строительства:

• стоимость 1 м² ниже более чем на 30%
• сроки строительства сокращаются в несколько раз
• технические характеристики минимум в два раза выше
• отсутствует возможность скопления влаги, что предотвращает полотно от «разрыва»

в зимнее время

• возможно увеличение технических характеристик дорожного полотна по пожеланию Заказчика.

Кубовидный щебень в строительстве автодорог

При изготовлении бетонных и асфальтобетонных дорожных покрытий, а также строительных конструкций большое значение имеет форма частиц наполнителя. Приближение формы частиц к правильной кубовидной, а также уменьшение доли частиц с ослабленной формой увеличивает прочность и долговечность бетонных и асфальтобетонных конструкций. Особенно большое значение имеет форма мелкого щебня размером 3-5, 5-10, 10-15 мм, применяемого для верхнего упрочняющего слоя дорожного покрытия, определяющего долговечность и качество дорог.

Исследования, проведенные совместно с нашими клиентами (Южуралавтобан, Минскоблдорстрой, Северавтодор) позволило сделать выводы о том, что применение дробилок ДЦ для производства щебня кубовидной формы при приготовлении асфальтобетонных смесей для дорожного строительства позволяет:

строить автомагистрали I категории и увечить их долговечность в 2-3 раза

предотвратить образование колеи в покрытии при высоких температурах

снизить расход щебня на 15-20% и связующих (битум, цемент) на 30-40%;

• увеличить коэффициент уплотнения асфальтобетонных смесей до 0.98 с одновременным уменьшением числа проходов катка

уменьшить трудозатраты по укладке дорожного покрытия на 40-50%

снизить уровень шума и повысить коэффициент сцепления на 30-40% при его использовании в поверхностной обработке асфальтобетонного покрытия

увеличить сопротивление сдвигу до 0,840 Мпа

Сравнительная стоимость 1 м2 дорожного полотна при различных способах обработки: с использованием материалов после конусных и щековых дробилок и кубовидного щебня, получаемого на центробежных дробилках ДЦ приведена в таблицах:

Геокаркас

При строительстве различного рода сооружений в стесненных условиях возникает необходимость укрепления крутых склонов подпорными стенками. Подпорные стенки применяют для удержания находящегося за ними грунта. Возведение таких сооружений является ответственным , трудоемким и дорогостоящим мероприятием.

Использование Геокаркаса в этой области строительства обеспечивает надежность сооружаемой конструкции, уменьшая трудоемкость выполняемых работ, а также позволяет значительно снизить стоимость и сроки строительства.

Пластиковый геокаркас, заполненный инертными материалами и используемый в качестве покрытия на автодорогах, позволяет уменьшить толщину дорожной одежды на 30-50% по сравнению с традиционной конструкцией, а такжеьторгн76 предотвращает образование колей в весенне-осенний период.

Конструкция Геокаркаса

1. Конструкция Геокаркаса представляет собой сплошной ковер из пластиковых георешеток, закрепленных на уплотненном основании и между собой посредством Г-образных анкеров, с заполнителем из щебня, грунта, бетона.

2. В конструкции используют решетки высотой от 7.5 до 20 см.

3. Крепление геокаркаса на поверхностях склонов выполняют при помощи Г-образных анкеров 12-16 мм и длиной 0,6-1,2м, изготовленных из стали или высокопрочных пластиковых материалов. Анкеры устанавливаются по контуру каждой георешетки для обеспечения ее правильного растяжения в виде прямоугольника.

4. Между георешетками и поверхностью грунтового откоса (в случаях заполнения каркаса щебнем) укладывают разделительную и дренирующую прослойку из нетканого геотекстиля плотностью 200-400 г/м.

5. В качестве заполнителя ячеек геокаркаса применяют грунт, щебень и бетон морозостойкостью не ниже М200.

Сотовая конструкция (геокаркаса) применяется:

• при армировании грунтов в транспортном, гидротехническом и других областях строительства.
• в качестве противоэрозионной защиты откосов повышенной крутизны при строительстве автомобильных и железнодорожных магистралей, путепроводов, туннелей.
• для укрепления и озеленения прибрежной зоны водоемов и каналов, укрепление русел малых водотоков.
• при проведении ландшафтных работ, озеленении газонов, парков, спортплощадок и т.п.

Преимущества технологии применения материала:

Экономический эффект составляет 10-20 % за счет:

• уменьшения толщины несущей подушки при одинаковых нагрузках.
• увеличение несущей способности грунта при одинаковых затратах.
• использование местных строительных материалов.
• транспортируется в сложенном состоянии и занимает малый объем.
• перфорированные геокаркаса повышает фильтрационные свойства материалов и снижают градиент гидравлического напора на стенки конструкции.

Долговечность и несущая способность покрытий автомобильных дорог в значительной степени зависит от качества подготовки и прочности грунтового основания.

Геокаркас, уложенный в песчаном подстилающем слое основания, позволяет увеличить его несущую способность, с эффективным распространение нагрузки по всей площади.

Георешетка

Георешетки предотвращают сдвиг насыпного грунта, используемого при строительстве железнодорожного полотна. Таким образом, георешетки обеспечивают гарантийное, длительное, без дополнительного обслуживания функционирования дороги даже в местах с интенсивным движением.

Местные и внутрихозяйственные автодороги имеют как правило покрытия переходного типа. Эксплуатация таких дорог значительно усложняется в период распутицы .

Область применения Георешетки

Георешетки широко используются в гражданском строительстве во всем мире. Производятся на основе высокопрочного полиэтилена и полипропилена. Принцип действия — сцепление зернистого материала с ячейками решетки. Это заклинивание позволяет решетке оказывать сопротивление горизонтальному сдвигу насыпи, тем самым мобилизовать несущую способность мягкого грунта. Георешетки применяются в качестве армирующего материала на рыхлых неоднородных грунтах для автомобильных и железных дорог, в местах стоянок, на посадочных площадках, а также для армирования устоев моста, склонов и земляных дамб.

Механизм распределения нагрузки:

Применение георешетки является способом армирования грунта и ведет к образованию на его поверхности плиты толщиной соответствующей высоте георешетки: 100 мм, 150 мм, 200мм. Механизм передачи нагрузок вызванных движением автотранспорта на лежащие под основой плиты слои почвы происходит следующим образом:

• напряжение, передаваемое от колес транспорта, ведет к повышению вертикального напряжения в грунте, который заполняет ячейку георешетки, в результате чего повышается давление на шероховатые стенки ячейки;

• эластичная лента георешетки принимает на себя часть этих сил, а оставшаяся нагрузка передается на соседние ячейки;
• ячейки, связанные между собой в пространственной структуре георешетки со временем распределяют нагрузку на большие поверхности грунта, в результате снижается величина вертикального напряжения.

Это имеет огромное значение для слабого грунта, который после укрепления может быть использован для строительства;

• взаимное блокирование ячеек практически не позволяет ячейкам сдвигаться и ограничивает неравномерное оседание георешетки.

Фиксация подушки различных видов дорожного покрытия:

Георешетка с наполнением из щебня обеспечивает горизонтальную устойчивость подушки дорожного покрытия (фиксация щебня под покрытием от горизонтального расползания).

Применение георешетки дает возможность использовать щебень различных пород. При проектировании конструкций дорожных покрытий должны быть исполнены условия относительно требуемой грузоподъемности почвы. Укрепление почвы происходит путем замены земляного покрытия. Вместо почвы с низкой грузоподъемностью используется почва с более высокой грузоподъемностью. В результате возрастает стоимость строительства. Одним из способов укрепления почвы является использование георешетки и ее заполнение земляным материалом. Толщина такой конструкции может быть на 50% меньше, чем толщина стандартной замены, что позволяет избежать дорогостоящей замены грунта.

Следует отметить, что геокаркас применяется не только при строительстве новых автомобильных дорог, но и при реконструкции существующих. При этом он используется для укрепления подстилающего песчаного слоя, расположенного на слабом основании. Вывод очевиден: автомобильные дороги, построенные на основании, укрепленном геокаркасом, практически не требуют ремонта в течение, как минимум, пяти лет.

Иногда при строительстве дорожного полотна возникает необходимость укладки разделительной прослойки из геотекстиля. Это случается тогда, когда необходимо уложить геокаркас непосредственно на земляное полотно из мелкозернистого или связного грунта. Обычно мы рекомендуем применять нетканый геотекстиль для разделения грунта и зернистого наполнителя (в качестве наполнителя можно использовать верхние слои почвы, смесь различных гранулированных заполнителей, кварцевый песок, бетон и т.п.).

Это разделение необходимо для предотвращения перемешивания заполнителя с грунтом земляного полотна, что уменьшает толщину заполнителя и сохраняет его прочность относительно горизонтальных сдвигов.

Как показывает практика ведущих мировых компаний, которые занимаются проектированием и строительством конструкций дорожных покрытий — применение геокаркаса значительно повышает надежность дорожных оснований, снижает объем использования естественных зернистых материалов, дает возможность разрабатывать новые проектные решения, компенсирует недостатки грунтов и используемых дорожно-строительных материалов, повысив их механические свойства.

Укрепление откосов и фиксация склонов повышенной крутизны:

Георешетка также выполняет функцию сохранности откосов и склонов, укрепления насыпных откосов, укрепления откосов земляных плотин, обустройства речных причалов, пристаней, набережных рек, укрепления береговых линий, укрепления устоев мостов, укрепления поверхностей откосов, насыпей, выемок и водоотводных сооружений. Наполнение ее проницаемыми материалами, приводит к тому, что увеличивается устойчивость склонов к поверхностной эрозии, уменьшаются сдвигающие силы направленные вдоль склона в контактной зоне с заполнителем.

Типовая конструкция укрепления откоса включает в себя георешетку, разделительную прослойку из геотекстиля, монтажные и несущие анкеры, заполнитель ячеек (растительный грунт, щебень и т.д.), дополнительные элементы (упоры — устанавливаються в местах вероятных размывов откоса, дренажные желоба — для отвода поверхностных вод).

Разделительную прослойку из нетканого геотекстиля устраивают только на подтапливаемой части откоса. Нетканый геотекстиль является своего рода арматурой для корневой системы растений. Рулоны геотекстиля обычно раскатываются от бровки откоса к его подошве. Засыпка верхней кромки геотекстиля в выкопанной заранее траншее на бровке предотвращает проникание поверхностных вод под конструкцию укрепления откоса. Между смежными секциями геотекстиля следует обеспечить нахлест и поддерживать его путем установки в шве штырей или скоб вниз по откосу. Крепление георешеток на откосе осуществляют с помощью Г — образных анкеров, и если понадобиться — полимерных тросов.

Следует отметить, что данный способ фиксации склонов обеспечивает надежное и немедленное закрепление грунта на откосе до образования устойчивого дернового покрова, а также препятствует выносу частичек грунта ветром и водой.

Геотекстил(дорнит), Область применения:

Представляет собой нетканый материал из бесконечных полипропиленовых волокон. В мировой практике строительства, в настоящее время стали, применятся нетканые материалы, в основе которых положены синтетические полимерные волокна.

Состав: полиэфирное волокно — 100% (по желанию заказчика состав сырья может быть изменён).

Материал не подвержен гниению, воздействию грибков и плесени, грызунов и насекомых, прорастанию корней. Используется в качестве прокладочного слоя при строительстве автодорог (препятствуя смешению слоев дорожного покрытия между собой (грунта с щебнем, щебня с песком), тем самым дает существенную экономию песка и гравия), нефтегазопроводов, укладке пленки для прудов на грунт, для устройства дренажа, укрепления склонов, Рабочий температурный диапазон: — 60 С + 150 С. Структура материала обеспечивает хорошие прочностные и фильтрующие свойства.

Поставляется различной плотности от 100 гр./м.кв. до 1500 гр./м.кв..

Ширина полота до 5,35 м. Цвета белый или бурый.

Геотекстильное полотно (Дорнит) — решение любых строительных задач, является экологически безопасным нетканым материалом, изготовленным из бесконечных полипропиленовых волокон иглопробивным методом, что обеспечивает его высокую химстойкость, устойчивость к термоокислительному старению. Материал не подвержен гниению, воздействию грибков и плесени, грызунов и насекомых, прорастанию корней. Рабочий температурный диапазон: — 60 С + 100 С. Структура материала обеспечивает хорошие прочностные и фильтрующие свойства.

Благодаря оптимальному сочетанию своих характеристик, геотекстиль «Дорнит», кроме традиционных применений в дорожных, дренажных и противоэрозионных конструкциях, широко используется при строительстве кровель, фундаментов, дренажей, землеустройстве и т.д. Всвязи с этим выполняются основные функции геотекстиля — разделение, армирование, фильтрация, дренаж, а также их сочетание. Геотекстиль великолепно выполняет эти функции благодаря сочетаниях своих свойств.

Сферы применения:

дорожное строительство, строительство туннелей, строительство мусорных свалок, гидротехнические сооружения, строительство железных дорог,строительство трубопроводов, производство гидродренажных систем,

армирование откосов и многие другие.

В процессе укладки материала не возникает особых трудностей, это связано со следующими особенностями: рулоны материала не большие, благодаря чему уменьшаются транспортные и складские расходы, также как и затраты труда; материал не впитывает воду, при использовании в сырых условиях вес рулонов остается неизменным; не прорастает корнями, защита от грызунов, устойчивость к природным кислотам и щелочам и т.д. При укладке необходимо делать нахлест (10-12 см).

Дорожное строительство:

Геотекстиль выполняет функцию разделения слоев и позволяет перераспределить напряжение в основании насыпи, увеличить несущую способность основания, устойчивость откосов, улучшить условия уплотнения земляного полотна. Также в данном применении материала выполняется функция армирования при проектировании насыпей из грунта повышенной влажности. Слой из геотекстиля раскатывают в продольном направлении по всей ширине земляного полотна. Полотна соединяют между собой склеиванием или сшиванием. Грунт отсыпают на полотно геотекстиля выше торфа на 0.5 м. Перемешивания грунта с торфом не происходит, осадка торфа идет равномерно. Замена песчаных дрен дренами из геотекстиля позволяет снизить расход песка, повысить темпы строительства, снизить трудоемкость работ.

Рассмотрим какова же выгода от использования геотекстиля в качестве разделительного слоя? Широко известно, что влажные грунты слабее, чем сухие, а мелкозернистые слабее, чем грубозернистые. В данном случае геотекстиль позволяет: предотвратить уменьшение несущей способности, предотвращая смешивание мелких частиц грунта с насыпанным основанием (щебень, гравий и песок) дороги; увеличить несущую способность, предотвращая вдавливание щебня в мягкую подоснову, и таким образом обеспечивая повышенную степень уплотнения; снизить разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза. Геотекстиль (Дорнит) — изотропный материал, его свойства одинаковы во всех направлениях. Это находит отражение в параметрах напряжение-деформация, характерных при его применении в качестве разделительного слоя. Он изготавливается с очень высоким уровнем однородности при непрерывном текущем рентгеновском контроле. Все продукты, не отвечающие стандартам, отбраковываются и отправляются в переработку.

Эксплуатируемые кровли:

Плиты из экструдированного пенополистирола (Пеноплэкс) обеспечивают теплоизоляцию над гидроизоляционной геомембраной. Нижний слой геотекстиля предотвращает попадание мелких частиц гравия между плитами, позволяя последним свободно расширяться и сжиматься. Гидропласт в данном случае выполняет функцию отвода влаги, просачивающейся из почвенного слоя, в водосточную систему. Слой гравия обеспечивает дополнительную изоляцию, снижает риск возгорания, защищает теплоизоляционный материал от ультрафиолетового излучения и является пригрузочным слоем для легкого экструдированного пенополистирола в случае скопления влаги. Верхний слой геотекстиля предотвращает вымывание почвенного слоя, тем самым выполняется еще одно важное свойство геотекстиля — фильтрация.

Рассмотрим теперь какова же выгода от использования геотекстиля в качестве фильтрующего элемента? Геотекстиль (Дорнит) может предотвращать вымывание более мелких частиц грунта в дренажный заполнитель, таким образом, поддерживая однородность свойств дренажа. В результате этого мы имеем следующие преимущества: снижение совокупных издержек, так как допускается использование крупнозернистых, более дешевых, материалов; уменьшение издержек на укладку благодаря экономии времени; увеличение времени функционирования дренажной системы; предотвращение эрозии грунтов на склонах. Почему же стоит остановить свой выбор на геотекстиле (Дорнит)? Он создает естественный почвенный фильтр. Вода, проходя из почвы в дренаж через геотекстиль, вымывает мелкие частицы. После вымывания мелких частиц соединительная структура крупных частиц прилегает к геотекстилю, и образуется естественный фильтр, который последовательно уменьшает вымывание, вплоть до его полного прекращения. Пропускающая способность этой системы определяется водопроницаемостью грунта. Благодаря большому количеству пор и широкому распределению пор по размерам геотекстиль практически не подвержен засорению. Тесты показывают, что геотекстиль сохраняет свои свойства на протяжении долгого времени. Предсжатая структура материала обеспечивает сохранение стабильных свойств при увеличении нагрузок.

Дренаж:

Геотекстиль (Дорнит) предотвращает заиливание дренажных труб и обеспечивает их эффективную работу. В мелкозернистых почвах высокий уровень воды может подниматься за счет капиллярного эффекта, проникая в стены зданий и вызывая, таким образом, увлажнение конструкций и повреждение облицовки. Слой крупного гравия обеспечит прерывание капиллярного тока. Геотекстиль предотвращает засорение слоя капиллярного прерывания мелкими частицами почвы.

Геосетка

В настоящее время одной из самых перспективных технологий, упрощающих строительство дорог в сложных условиях и продлевающих сроки их службы, за счет увеличения прочности — является технология усиления асфальтобетонных покрытий и слабых оснований геосинтетическими материалами, а именно геосетками.

Армирование асфальтобетонных покрытий геосетками позволяет увеличить межремонтные сроки эксплуатации автомобильных дорог в 2-3 раза. В регионах, где геосетки из стекловолокна применяются активно, затраты на содержание дорог, за счёт снижения объёмов ямочных ремонтов, уменьшаются до 40 %.

Геосетка с подложкой (Armatex RSR)

^

физико-механические характерискити геосетки APMATEX RSR

сравнительная таблица физико-механических характеристик геосеток

Вязаный геокомпозиционный материал для армирования асфальтобетонных покрытий и грунтов.

Обеспечивает качественное сцепление с дорожным основанием. Увеличение безопасности и устойчивости насыпей с обеспечением фильтрующей и разделяющей функцией. Низкий коэффициент ползучести обеспечивает долговременную устойчивость насыпи.

Сырье: Полиэфир/PET, нетканый PET, PP

Описание: Геокомпозиционный материал Armatex RSR производится методом вязания. Он представляет собой соединение вязанной георешетки из высокопрочных полиэфирных нитей и нетканного геотекстильного полотна из полиэфира или полипропилена. Рулоны могут храниться на открытом воздухе и складываться друг на друга в 5 рядов по вертикали. Рулоны можно транспортировать на грузовых машинах, в вагонах, в контейнерах. Компания Kordarna готова разработать и произвести материал в соответствии с заданными требованиями. Представленные характеристики материала соответствуют усредненным результатам полученным лабораторией комбината и институтами, производящими тестирование. Компания имеет право по своему усмотрению изменять технические характеристики материала.

Преимущества использования:

Значительно увеличивается срок службы асфальтобетонных дорожных покрытий.

Существенно уменьшается образование трещин.

Уменьшается колейность на участках с высокой интенсивностью движения.

Обеспечивается оптимальное соединение георешетки с асфальтобетоном.

Белый цвет продукта служит индикатором равномерности пропитки материала битумной эмульсией.

Температура плавления материала 220С.

Низкая повреждаемость материала в процессе укладки.

Материал прост в укладке и не требует дополнительной фиксации с помощью анкерных креплений.

Рабочая диаграмма битумной смеси идентична рабочей диаграмме полиэфира.

Схожесть характеристик геокомпозиционного материала и битумной смеси способствует их структурному воздействию.

Область применения Геосетки:

1. Армирование участков дорог без выравнивающего слоя.

Геосетка укладывается на старый слой асфальтобетонного покрытия на ровных участках дороги, но с повышенной трещинностью. Эффект консервация старых трещин достигается за счет того, что сетка принимает на себя горизонтальные напряжения, и, тем самым, препятствует проникновению трещин из старого покрытия в новое.

^

Над участками дороги с колейностью и выбоинами укладывается выравнивающий слой асфальтобетона. Затем, на выравнивающий слой, укладывается геосетка. Эффект устранения или значительного уменьшения колейности и выбоин достигается за счет того, что сетка перераспределяет вертикальные локальные нагрузки на большую площадь поверхности.

^

Геосетка перекрывает шов асфальтобетонного покрытия.

4. Предупреждение трещин при уширении дороги.

При уширении участков дороги в местах сопряжения старого и нового участков часто возникают продольные трещины. Укладка сетки на эти участки способствует предупреждению трещинообразования.

^

При сопряжении с дорожными одеждами из цементобетона необходим выравнивающий слой над цементобетонным покрытием.

^

При осуществлении ямочного ремонта поврежденные участки дороги фрезеруются с перекрытием по периметру зоны повреждения не менее, чем на 50 см. Затем укладывается сетка и асфальтобетон.

^

Трещины и выбоины часто возникают на участках дорог, проходящих над инженерными коммуникациями. Армирование сеткой устраняет или существенно замедляет разрушение этих участков дорог.

Разравнивание выполняют бульдозером, уплотнение — гладковальцевым катком массой 10-12 т без включения вибратора, планировку — автогрейдером. Количество проходов катка устанавливают пробным уплотнением, ориентировочно 6-10 по одному следу. Движение автотранспорта непосредственно по геосинтетическим материалам не допускается. Масса катка регулируется в зависимости от состояния грунта.

---

---