Frontpage Slideshow | Copyright © 2006-2010 JoomlaWorks, a business unit of Nuevvo Webware Ltd.

Опрос

Кем Вы работаете?
 


( 25 Голосов )
Avatar

На восстановление деформированных участков дорог затрачиваются значительные средства. Известны случаи значительных разрушений дорожных покрытий, вызванных недоуплотнением грунтов. Так, в V дорожно-климатической зоне на одном из участков дороги, построенной в 1969 г., сразу после ее ввода в эксплуатацию на покрытии образовались сетка трещин и местные просадки. В дальнейшем деформации продолжали интенсивно развиваться, и потребовался капитальный ремонт всего участка (20 км). Результаты обследования этого участка показали, что плотность грунта земляного полотнасоставляла 80-87 % стандартной и только в самом верхнем слое (0-20 см от поверхности земляного полотна ) была равна 97-106 %.

http://doc-load.ru/SNiP/Data1/56/56249/x002.jpg" >

Рис. 1. Зависимость ровности покрытия от степени уплотнения грунтов земляного полотна:
о - участки без деформаций; http://doc-load.ru/SNiP/Data1/56/56249/x004.jpg" > - участки без разрушений покрытия; http://doc-load.ru/SNiP/Data1/56/56249/x006.jpg" > - участки с разрушенным покрытием

Вероятно, недоуплотнение земляного полотна явилось основной причиной разрушения дороги.

Очевидно, что в районах с неблагоприятными гидрогеологическими и погодными условиями при недоуплотнении грунта разрушения дорожных конструкций могут проявляться в большей мере. Таким образом, уплотнение грунта в современных условиях строительства является основным технологическим процессом при сооружении стабильного земляного полотна. При этом стабильность земляного полотна необходимо обеспечить в условиях скоростного строительства, что, безусловно, предъявляет новые требования к уплотняющей технике и к технологии уплотнения грунтов.

Основным критерием стабильности земляного полотна является плотность грунтов. В последние годы разработаны обоснованные требования к плотности грунтов земляного полотна, выполнение которых обеспечивает необходимую его работоспособность в условиях действия нагрузок от автомобильного транспорта и погодно-климатических факторов.

Требования к плотности грунта разработаны на основе физической теории стабильности грунтов при комплексном воздействии внешних нагрузок и других факторов, рассматривающей грунты как кристаллические тела и грубодисперсные коллоидные системы. Физико-механические свойства грунтов определяются внутренней (связанной) энергией кристаллических частиц и поверхностной (свободной) энергией, образующейся на поверхности неорганических частиц вследствие энергетической неуравновешенности поверхностного слоя вещества. В общем случае изменение энергии системы происходит за счет работы, получаемой извне, т.е. для деформирования грунта необходимо затратить определенную работу грунтоуплотняющих машин. В то же время данная система может изменять свою энергию за счет работы против внешних воздействий, например, движущихся по дороге автомобилей, процессов замерзания и т.д. Установлено, что каждому значению внешней нагрузки соответствует определенная величина массы (плотности) грунта, энергии которого достаточно для того, чтобы грунт деформировался только обратимо.

Требования к плотности грунта учитываются при комплексном проектировании земляного полотна и дорожной одежды, поэтому нормы плотности дифференцированы в зависимости от категории дорог, вида земляного сооружения и дорожно-климатических зон.

В настоящее время величина требуемого коэффициента уплотнения Ку для разных условий принята 0,95-1,0 стандартной плотности. Следует обратить внимание на то, что нормами предусмотрен минимальный коэффициент уплотнения. Только в тех случаях, когда плотность грунта не ниже требуемой, можно ожидать, что земляное полотно будет стабильным и в нем практически будут отсутствовать деформации консолидации. Нормам и допускается отклонение фактического Ку от требуемого в меньшую сторону не более чем в 10 % контрольных проб и не более чем на 0,04 от абсолютной величины требуемого коэффициента уплотнения. В этом случае качество работ по уплотнению оценивается удовлетворительно. Однако при строительстве дорогI-II категорий не следует допускать отклонения фактической плотности от требуемой в меньшую сторону.

В последние годы исследуется возможность и целесообразность повышения требований к плотности грунта. Так, если уплотнить грунт до Ку = 1,05¸1,10, его расчетный модуль увеличится почти в 1,5-2 раза по сравнению с грунтом с Ку = 1,0; соответственно общая толщина дорожной одежды может быть уменьшена на 30-40 %. В связи с тем, что стоимость дорожной одежды составляет 50-70 % общей стоимости дороги, а затраты на уплотнение - 1,5-2,5 %, очевидна явная экономическая целесообразность уплотнения грунта до повышенной плотности по сравнению с действующими нормами. Однако для этого необходимо значительно увеличить работу грунтоуплотняющих машин тяжелого типа: примерно в 3-5 раз при уплотнении связных грунтов до Ку = 1,05 и в 5-8 раз - при уплотнении грунта до Ку = 1,10. Кроме того, не все грунтоуплотняющие машины по своим техническим возможностям, прежде всего по величине давления на контакте "уплотняющий рабочий орган машины-грунт" (рис. 2), могут обеспечить уплотнение грунта до той или иной плотности, в том числе - выше стандартной (см. рис. 2, заштрихованные участки). Основное же требование к грунтам (которые можно назвать грунтами повышенной плотности), заключается в том, что их применение возможно только при условии сохранения достигнутой плотности грунта в процессе эксплуатации дороги. В противном случае, как показали исследования, в результате процессов увлажнения-высыхания, набухания-усадки, замерзания-оттаивания грунты разуплотняются и дорожная одежда деформируется.

http://doc-load.ru/SNiP/Data1/56/56249/x008.jpg" >

Рис. 2. Зависимость требуемого давления на грунт при уплотнении рабочим органом машины и требуемой толщины дорожной одежды от степени уплотнения грунта

Анализ теоретических закономерностей физической теории стабильности земляного полотна позволил разработать некоторые предложения по развитию уплотняющей техники. Из рис. 2 видно, что с увеличением степени уплотнения грунта можно уменьшить толщину дорожной одежды. Так, приКу = 1,1 толщина дорожной одежды составляет 70-80 % расчетной (Ку = 1,0); при Ку = 1,3 - 20 %; при достижении большей плотности практически можно обеспечить проезд грунтоуплотняющих машин без дорожной одежды (при наличии защитного покрытия). Однако из графика также видно, что для уплотнения грунта до Ку = 1,1 напряжение на контакте "уплотняющий рабочий орган машины-грунт" должно быть примерно в 2 раза выше, чем при уплотнении грунта в оптимальных условиях (Ку = 1,0). При этом подразумевается, что естественная влажность грунта должна быть соответственно меньше оптимальной. При уплотнении грунта до Ку = 1,3 напряжение на контакте "рабочий орган машины-грунт" должно быть в 30-50 раз выше, чем при уплотнении в оптимальных условиях. Влажность связного грунта должна быть меньше оптимальной. Поскольку существующие грунтоуплотняющие машины, включая их некоторые перспективные типы, по своим техническим параметрам не могут развивать напряжения на контакте "рабочий орган-грунт" более 2-8 МПа, уплотнение грунта до Ку =1,1¸1,2 маловероятно в ближайшем будущем.

В настоящее время уплотнение грунтов осуществляется до Ку = 0,95¸1,02 (см. рис. 2, зона I). Проводятся опытно-производственные работы по использованию грунтов повышенной плотности с Ку = 1,02¸1,10 (см. рис. 2, зона II). При этом применяют грунтоуплотняющие машины только тяжелого типа (кулачковые и решетчатые катки, тяжелые виброкатки и катки на пневматических шинах массой до 100 т; трамбующие машины). Исследуются возможности по уплотнению грунтов до плотности с Ку = 1,1¸1,3 (см. рис. 2, зона III). Перспективными являются комплексные методы укрепления грунтов: механическое уплотнение в сочетании с химическим закреплением грунтов, а также сочетание механических условий, например, с энергией взрыва или иными способами воздействия на дискретный материал.

Основное внимание необходимо уделять повышению эффективности работы существующих грунтоуплотняющих машин. При этом, учитывая незначительные затраты на уплотнение грунта по сравнению с общими затратами на строительство дороги и большое влияние качества уплотнения на ее работоспособность, следует повышать расходы на уплотнение, которые окупятся в процессе эксплуатации дороги. Необходимо, чтобы производители работ осознали важность данного элемента технологического процесса строительства и необходимость качественного уплотнения грунта при строительстве современной дороги.

Важным фактором, обеспечивающим требуемую производительность машин, является их правильный выбор применительно к конкретным условиям. Учитываются характер объекта (линейные или сосредоточенные работы, время года и т.п.), физико-механические свойства грунтов и др. Основной критерий, которым руководствуются при выборе оптимального варианта, - возможность достижения требуемой плотности при наименьшей стоимости уплотнения и необходимой производительности машин.

В настоящее время основной объем работ по уплотнению (до 80-85 %) выполняется различного рода катками, остальные работы - трамбующими машинами и виброплитами. Вместе с тем правильный выбор уплотняющих средств применительно к условиям работы и определяет их рентабельность. Катки на пневматических шинах уплотняют преимущественно связные и малосвязные мелкодисперсные грунты оптимальной влажности как в летних, так и в зимних условиях. Однако такими катками можно уплотнять слои относительно небольшой толщины, причем их применение рентабельно при длине захваток более 100-150 м.

Применение кулачковых катков рентабельно при уплотнении рыхлых связных (непереувлажненных) грунтов, грунтов с включениями крупных обломков пород и т.п. Решетчатые катки являются универсальными машинами, пригодными для уплотнения всех разновидностей грунтов (за исключением переувлажненных связных), в том числе крупнообломочных грунтов, грунтов с включением мерзлых комьев и сухих грунтов. Применение этих катков рентабельно при широком фронте работ.

Машины трамбующего действия наиболее универсальны и способны уплотнять любые грунты слоями большой толщины как в летних, так и в зимних условиях. Однако их работа примерно в 2 раза дороже работы катков. Кроме того, техническое исполнение трамбующих машин еще не обеспечивает их стабильной работы.

Вибрационные машины уплотняют преимущественно несвязные и малосвязные грунты.

Следующее направление в повышении производительности грунтоуплотняющих машин заключается в создании универсальных машин, способных рентабельно работать в различных условиях. Производительность уплотняющих машин может быть увеличена путем повышения их скорости и увеличения массы, правильного конструирования рабочего органа и т.д. В этой связи следует отметить работы, выполнявшиеся в 1960 г. Ленинградским филиалом Союздорнии в сотрудничестве с дорожниками Латвии. Были созданы серии грунтоуплотняющих машин: прицепные секционные катки массой 36,6 т на пневматических шинах, обеспечивающие возможность уплотнения связных грунтов слоями 40-45 см, производительностью 1200-1500 м3 в смену; самоходные катки на пневматических шинах с регулируемым давлением воздуха в них от 0,2 до 0,9 МПа, производительностью 1000-1200 м3в смену; прицепные решетчатые катки массой 28 т, обеспечивающие уплотнение практически всех грунтов на глубину до 50 см при производительности 1200-1400 м в смену, и комбинированные прицепные катки производительностью 1200-1500 м3 в смену, которые объединяют достоинства решетчатых катков в катков на пневматических шинах.

Повысить эффективность работы катков на пневматических шинах возможно путем установки на них специальных шин. Исследования показали, что катки со специальными шинами с давлением воздуха в них до 0,8 МПа позволяют в 1,3-1,5 раза увеличить толщину уплотняемого слоя грунта и обеспечить Ку = 1,03, на 20-30 % увеличить производительность катков по сравнению с катками, на которых установлены серийные шины общего назначения.

Для качественного уплотнения грунтов, особенно при скоростном строительстве, следует применять на объекте не одиночные машины, а комплекты уплотняющих машин, например, решетчатый каток и каток на пневматических шинах и т.д. При этом производительность отряда уплотняющих машин должна быть по крайней мере в 1,3-1,5 раза выше расчетной для данного объема земляных работ. Кроме того, следует иметь в виду, что расчетная производительность уплотняющей машины, указываемая в техническом паспорте, определена для случая уплотнения грунта слоем оптимальной толщины до Ку = 0,95, поэтому при уплотнении грунта до более высокой плотности производительность уплотняющей машины оказывается меньше расчетной.

Вместе с определенными достижениями в области уплотнения грунтов земляного полотна следует отметить, что результаты исследовательских работ не отвечают в достаточной мере требованиям производства. Существуют проблемы, которые требуют ускоренной проработки для обеспечения производства практическими рекомендациями. В частности, недостаточно освещены вопросы уплотнения грунта в условиях скоростного строительства, в зимних и других особых условиях, уплотнения грунтов пониженной влажности и переувлажненных и т.д.

На современном этапе необходимы проведение исследований и конструкторских работ по совершенствованию уплотняющей техники; разработка принципиально новых уплотняющих машин; быстрейшая разработка, изготовление и внедрение приборов для оперативной оценки стабильности земляного полотна.


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

© 2016 Всё для дорожников-Программы,СНиПы,Книги,Форум. Все права защищены.

ДорТверь © 2013 Все права защищены.

Все используемые аудиовизуальные материалы, ссылки на которые размещены на сайте, являются собственностью их изготовителя (владельца прав) и охраняются Законом РФ "Об авторском праве и смежных правах", а также международными правовыми конвенциями. Вы можете использовать эти материалы только в том случае, если использование производится с ознакомительными целями. Эти материалы предназначены только для ознакомления - для прочих целей Вы должны купить лицензионную запись. Используемый формат кодирования аудиовизуальных материалов не может заменить качество оригинальных лицензионных записей. Все записи представлены в заведомо заниженном качестве. Eсли Вы оставляете у себя в каком-либо виде эти аудиовизуальные материалы, но не приобретаете соответствующую лицензионную запись - Вы нарушаете законы об Интеллектуальной собственности и Авторском праве, что может повлечь за собой преследование по соответствующим статьям существующего законодательства.