Омс в строительстве дорог это

В последние годы перед дорожной отраслью РФ остро стоят задачи, направленные на дальнейшее развитие сети федеральных, региональных и сельскохозяйственных дорог, которые должны привести к ускорению роста экономики страны, улучшению качества жизни населения, увеличению их мобильности, снижению транспортных издержек. Необходимо более активно внедрять лучшие мировые и отечественные инновационные решения. При этом особенно актуально использовать такие технологии, которые позволяют решить проблемы уменьшения стоимости и сокращения сроков строительства дорог при одновременном повышении их надежности и обеспечении всесезонности эксплуатации.

Одним из таких направлений, позволяющим успешно решать стоящие перед страной инфраструктурные задачи, является технология стабилизации и укрепления грунтов, которая находит все более широкое распространение в мире. Для этих целей используется достаточно большая группа поверхностно-активных веществ (ПАВ) – стабилизаторов грунтов на органической, щелочной и кислотной основе, смолы, полимерные стабилизаторы грунтов.

«Дорога за миллиард». Омск, который смог! Один год за две минуты.

Отечественное дорожное строительство основывается на применении инертных материалов (песок, щебень) и полностью зависит от их наличия в том или ином регионе, так как именно они предполагают использование типовых конструкций дорожных одежд для строительства и ремонта объектов транспортной инфраструктуры. Но такой подход ведет к увеличению стоимости строительства и ограничению возможности создания широкой сети автомобильных дорог в достаточно сжатые сроки, так как во многих регионах нашей страны эти материалы отсутствуют или имеются в ограниченных количествах. При этом очень часто местные грунты совершенно непригодны для использования в дорожном строительстве, а доставка инертных материалов, особенно качественного щебня, к месту производства дорожно-строительных работ ведет к удорожанию этих материалов в несколько раз. Одним из решений данной проблемы наряду с использованием традиционных технологий могло бы стать более широкое применение при строительстве и ремонте дорог технологии стабилизации и укрепления местных грунтов.

В дорожной технической литературе и практике часто пользуются термином «местные материалы», учитывая при этом важную особенность и преимущество их использования в дорожном строительстве. Эти материалы не требуют дальних перевозок автомобильным или железнодорожным транспортом. К местным, а следовательно, доступным для применения и дешевым материалам, подвергаемым укреплению вяжущими и другими материалами, следует относить как повсеместно залегающие, широко распространенные природные грунты различного состава, так и твердые обломочные отходы производства и некондиционные каменные материалы, называемые искусственными (техногенными) грунтами в соответствии с ГОСТ 25100-95.

Технико-экономические расчеты, проведенные на основе фактических производственных затрат и сроков строительства, показывают, что применение в дорожных конструкциях слоев из укрепленных местных грунтов вместо устройства конструктивных слоев из привозных инертных материалов приводит к снижению стоимости строительства дорог на 10–30 %. Важно отметить, что укрепленные местные грунты можно эффективно использовать при строительстве дорог I–V технических категорий и аэродромов. При этом на дорогах I–II технических категорий укрепленные грунты, как правило, используют в качестве нижних слоев оснований, а на дорогах III–V категорий они могут быть применены также и при устройстве верхних слоев оснований и покрытий.

Как работает система ОМС

Современные ПАВ-стабилизаторы грунтов уже много лет успешно применяют в США, Германии, Голландии, ЮАР, Австралии, Канаде и других странах. В последнее время на эту технологию обратили внимание и отечественные специалисты, ее начали активно применять при строительстве автомобильных дорог, аэродромов, паркингов и других промышленных объектов.

ПАВ-стабилизаторы представляют собой широкий класс разных по составу и происхождению веществ, которые в малых дозах положительно влияют на формирование свойств дорожно-строительных материалов как за счет активизации физико-химических процессов, так и за счет оптимизации технологических процессов. Эти вещества могут использоваться почти на всех технологических этапах в дорожном и аэродромном строительстве, начиная от сооружения земляного полотна и заканчивая строительством конструктивных слоев оснований и покрытий дорожных одежд.

Стабилизаторы связных (глинистых) грунтов могут различаться по происхождению, свойствам, но их объединяет то, что они увеличивают плотность, влагостойкость и морозостойкость грунтов, снижают степень пучинистости обработанных стабилизатором грунтов. Каждый конкретный стабилизатор имеет индивидуальное название, отражающее специфику страны-производителя и особенности применения. Используемые для модификации грунтов ПАВ-стабилизаторы могут быть катионоактивные, анионоактивные и неионогенные. В связи с этим их взаимодействие с одним и тем же глинистым минералом будет протекать неоднотипно.

Отличительной особенностью применения ПАВ-стабилизаторов является изменение гидрофильной природы глинистого грунта на гидрофобную. Поэтому для обеспечения стабилизации связных грунтов необходимо знание основ процессов гидрофобизации, которая представляет собой изменение природы поверхности минеральных частиц воздействием на грунт небольшими дозами поверхностно-активных веществ.

Физическая ее сущность заключается в том, что смачиваемость или несмачиваемость грунта находится в зависимости от кристаллической структуры его минералов, характера их межпакетных и межмолекулярных связей. Основной причиной смачивания является наличие на поверхности минералов нескомпенсированных энергетически активных центров.

Большинство глинистых частиц в естественном состоянии заряжено отрицательно, что объясняется присутствием на их поверхности анионов, входящих в их кристаллические решетки. Отрицательно заряженная частица (мицелла) и окружающие ее катионы образуют двойной электрический слой.

Катионы, составляющие внешний слой, способны обмениваться на катионы раствора, с которым соприкасается коллоидная частица, причем обмен этот происходит в эквивалентных отношениях. Общее количество обменных катионов – величина постоянная, не зависящая от природы катиона.

Она называется катионной емкостью обмена коллоида и выражается в мг-экв на 100 г коллоида или грунта, содержащего коллоиды. Сумма всех катионов при полном насыщении коллоида или грунта, выраженная в мг-экв на 100 г, равняется емкости обмена. Чем больше заряд частиц, тем устойчивее коллоидная система.

Как только частицы теряют свой заряд и становятся нейтральными, окружающие их водные оболочки разрушаются, частицы собираются в хлопья и выделяются из раствора, в результате коллоидная система разрушается. Процесс, связанный с потерей электрического заряда и слиянием отдельных частиц в хлопья, называется коагуляцией.

Часто коагуляция происходит в результате повышения концентрации электролитов в окружающем частицы растворе, так как при этом уменьшается толщина уплотненных оболочек вокруг коллоидных частиц и частицы легко слипаются. Одной из наиболее характерных особенностей глинистых грунтов является их способность поглощать вещества из окружающего раствора или суспензии. В зависимости от способа поглощения веществ, различают несколько видов поглотительной способности глинистых грунтов: механическую, физическую, физико-химическую, химическую и биологическую. Для стабилизации глинистых грунтов важны физическая, физико-химическая и химическая поглотительные способности.

Таким образом, можно отметить, что адсорбция разных ПАВ-стабилизаторов на поверхности одного и того же минерала протекает по-разному. По сорбционной активности их можно поставить в следующий ряд: КПАВ → НПАВ →АПАВ. Следовательно, физико-механические характеристики стабилизированных различных глинистых грунтов будут резко отличаться друг от друга.

В 2011 году в России был разработан классификатор ПАВ-стабилизаторов грунтов ОДМ 218.1.004 «Классификация стабилизаторов грунтов в дорожном строительстве». Он учитывает накопленный отечественный и зарубежный опыт использования различных химических добавок (стабилизаторов) и вяжущих и позволяет более эффективно применять стабилизаторы грунтов в дорожном строительстве. В этом регламенте отмечается:

1. Применительно к отечественной практике дорожного строительства, следует различать следующие технологии: стабилизацию, комплексную стабилизацию и комплексное укрепление грунтов. Технологии обработки грунтов для их стабилизации (модификации) и/или укрепления реализуются с помощью сходной технологии производства работ, в основе которой лежит равномерное объединение грунта с добавками (гомогенизация) и его максимальное уплотнение при оптимальной влажности. Различие в физико-механических свойствах полученной грунтовой смеси зависит от вида и количественных соотношений стабилизатора и вяжущего в грунте. Структурообразование в таких системах зависит:

– от состава и свойств связных грунтов;

– количества и концентрации вяжущего;

– состава и свойств стабилизатора;

– количества и концентрации стабилизатора.

1. Современные ПАВ-стабилизаторы имеют сложные, многокомпонентные системы, включающие:

а) кислые органические продукты, суперпластификаторы и другие вещества, такие как Roadbond (США), «Дортех» (РФ), RRP-235-Special (Германия), ЕН-1(США), SPP (ЮАР), «Статус 3» (РФ), CBR+ (ЮАР), RoadPacker Plus (Канада), Terrastone (Германия), Stabibud (Польша), Enviroseal LBS (США) и другие. ПАВ-стабилизатор здесь играет роль пластифицирующей добавки, позволяющей при меньшей оптимальной влажности грунта достигать более высоких показателей его уплотнения. Для грунтов кислых разновидностей применяют катионоактивные ПАВ-стабилизаторы. Для карбонатных грунтов (лессы, лессовидные суглинки и супеси, содержащие углекислый кальций) целесообразно применять анионоактивные ПАВ-стабилизаторы. Этот вид ионных стабилизаторов является наиболее распространенным, хотя имеет ряд важных особенностей по применению, а именно: ограничение по кислотности обрабатываемых грунтов, высокий класс опасности, высокое коррозионное воздействие на дорожно-строительную технику;

б) низкомолекулярные органические комплексы, такие как «Дорзин» (Украина), Perma-Zume (США), Eсоroads (США), «AНT» (РФ) и другие. Ионоактивные органические ПАВ-стабилизаторы глинистых грунтов могут преобразовывать их, используя имеющиеся в них ферменты. Такие ферменты являются композицией веществ, в основном образовавшихся в процессе культивирования биоорганизмов на комплексной питательной среде с некоторыми добавками. Установлено, что органическая часть органических стабилизаторов грунтов (ферментов) в основном представлена следующими соединениями: олигосахаридами (от моносахаридов до пентасахаридов), аминосоединениями типа аргинина, маннитолом, оксисоединениями типа трегалозы, азотсодержащими производными молочной кислоты. Применение этого вида стабилизаторов наиболее целесообразно при строительстве временных сельскохозяйственных дорог. Обработанный таким ПАВ-стабилизатором грунт в дальнейшем может быть использован для агропромышленных целей;

в) жидкие силикатно-, акрилово-, винил-ацетатные, стирол-бутадиеновые полимерные композиции, такие как Nanostab (Германия), Enviro Solution JS (США), Technisoil (США), Andor (Израиль), Соnsolid (Швейцария), Solitac (США), Enviroseal М10+50 (США) и другие. Исследования, проведенные в США, Европе и ряде других стран, показали, что полимерные стабилизаторы грунтов при их технологичности и экологичности обеспечивают значительное увеличение несущей способности обработанных грунтов и могут использоваться для решения сложных инженерных задач.

Обработка грунтов только ПАВ-стабилизаторами или совместно с другими добавками (органические и неорганические вяжущие, скелетные материалы и т. д.) позволяет почти без ограничения использовать местные, как правило, глинистые грунты в конструктивных слоях дорожных одежд. Применение технологии стабилизации и укрепления грунтов с использованием ПАВ-стабилизаторов, кроме того, обеспечивает более высокую несущую способность оснований по сравнению с традиционными решениями, что, в свою очередь, ведет к увеличению межремонтного срока эксплуатации дорог. Необходимо отметить, что при этом:

• структурообразование глинистой составляющей связных грунтов при взаимодействии с ПАВ-стабилизатором обусловлено блокированием активных гидрофильных центров дисперсных минералов, что приводит к снижению удельной поверхности грунта, катионной емкости и повышению гидрофобности;
• воздействие КПАВ-стабилизаторов на связные грунты приводит к полному обмену катионами. Снижение способности стабилизированного грунта адсорбировать воду и связанные с этим структурные преобразования обусловливают изменение физико-механических свойств грунтов;
• для применения АПАВ-стабилизаторв лучше использовать карбонатные грунты, в которых может заметнее проявиться взаимодействие отрицательно заряженных органических анионов стабилизатора с катионами минеральной поверхности грунта (Ca 2+ , Al 3+ , Si 4+ и др.);
• ионы полимерных стабилизаторов грунтов в дополнение к электростатическим силам удерживаются молекулярными и водородными силами. Они адсорбируются сильнее, образуя сложные органоминеральные комплексы. В связи с этим реакция среды грунта (рН) и его солевой состав не оказывают существенного влияния при стабилизации грунтов, специально разработанными для этих целей, полимерными стабилизаторами грунтов;
• при уплотнении грунта, обработанного ПАВ-стабилизатором, легко отделяются капиллярная и пленочная вода, создавая условия высокой уплотняемости грунтовой смеси.

При этом ПАВ-стабилизаторы имеют как очевидные достоинства, так и серьезные недостатки, такие как стоимость материала, класс опасности, срок эффективного действия, ограничения по применению по типу и кислотности грунтов, их минералогическому и химическому составу.

Выбор метода стабилизации и укрепления грунтов зависит от типа грунтов, проектируемой пропускной способности и типа транспорта, расчетной нагрузки, а также климатической зоны дорожного строительства.

В связи с вышеизложенным компанией ООО «Парагон групп» были проведены масштабные маркетинговые исследования современных зарубежных дорожно-строительных технологий по стабилизации и укреплению грунтов с целью определения наиболее высокоэффективных химических добавок и создания на их основе отечественных инновационных дорожно-строительных материалов. Новые химические добавки (стабилизаторы грунтов), разработанные в рамках программы импортозамещения, должны в процессе строительства и ремонта объектов транспортной инфраструктуры решать инженерные задачи различной сложности, учитывать региональную специфику грунтов и температурных режимов.

Они должны применяться как в повседневном строительстве, так и в случаях, когда работы необходимо производить в короткие сроки, в тяжелых инженерно-геологических условиях. В результате проделанной работы было принято решение взять за базовую технологию для создания новых российских стабилизаторов грунтов высокоэффективные многокомпонентные материалы, выпускаемые американской компанией Enviroseal Corporation (ведущей международной корпорации в области экологически чистых дорожных технологий).

Как показали исследования, эти материалы имеют значительные конкурентные преимущества за счет своей эффективности, технологичности и экологичности. Кроме того, они полностью обеспечивают требования отечественных нормативно-технических регламентов, действующих в данной области дорожного строительства, и являются достаточно привлекательными по соотношению цены и качества. Это такие материалы, как полимерный стабилизатор глинистых грунтов Enviroseal LBS и полимерный стабилизатор грунтов Enviroseal М10+50. Они появились в России в 2008 году и имеют богатый опыт применения в различных регионах страны на различных по сложности инфраструктурных объектах. Были реализованы пилотные проекты и построены экспериментальные участки дорог в Пермском и Краснодарском краях, Московской, Иркутской, Калужской, Нижегородской, Ивановской, Липецкой, Новосибирской и Ленинградской областях (www.paragongroup.ru).

Калужская область, 2011 год: а)исходное состояние объекта; б) после двух лет эксплуатации дороги

Дорога в коттеджном поселке после 4-х лет эксплуатации. Московская область

Сотрудники отдела инновационных технологий и материалов провели всесторонние исследования химического состава стабилизаторов, выпускаемых компанией Enviroseal Corporation (США), и сделали подбор компонентов из отечественного сырья для создания новых дорожно-строительных материалов для дальнейшего промышленного производства на территории России.

Результатом научно-исследовательской работы совместно со специалистами ОАО «СоюздорНИИ» и ЦННИИ № 26 МО РФ является создание линейки отечественных стабилизаторов грунтов под рабочим названием «Парагон», которые полностью адаптированы и успешно используются в России, что нашло свое отражение в соответствующих сертификатах, технических условиях и стандартах организации на их применение. В основе этих материалов используются химические компоненты, которые являются абсолютно безопасными для здоровья людей и окружающей среды. Лабораторные тестирования и полевые испытания данных материалов показали, что они не уступают по своим свойствам лучшим заграничным аналогам и позволяют получать из местных грунтов высококачественные строительные материалы для эффективного решения задач, стоящих перед отечественной дорожной отраслью. Был проделан большой объем работ и всесторонних испытаний с различными типами грунтов по исследованию их физико-механических свойств, обработанных этими стабилизаторами как отдельно, так и совместно с другими добавками (цемент, известь, золы уноса). Данные исследования позволили разработать технические условия (СТО) использования этих материалов применительно к технологии стабилизации и укрепления грунтов, согласно требованиям действующих в нашей стране нормативно-технических регламентов.

Новосибирская область, 2012 год

Ремонт дороги по технологии «холодный ресайклинг»

Как показали исследования, стабилизаторы грунтов линейки «Парагон» обладают всеми достоинствами, имеющимся у исходных стабилизаторов, но, в отличие от американских аналогов, они полностью адаптированы к местным экстремальным климатическим условиям.

Стабилизаторы грунтов «Парагон» являются продуктами нового поколения и производятся на территории России. Они выгодно отличаются от вышеперечисленных конкурентных стабилизаторов грунта не только по соотношению цены и качества, но и своей технологичностью, безопасностью для окружающей среды и людей, возможностью эффективного применения со всеми типами грунтов. Использование дорожно-строительных технологий «Парагон» при стабилизации и укреплении грунтов в процессе строительства и ремонта дорог и других объектов транспортной инфраструктуры позволяет успешно устранить основную причину разрушения дорожного покрытия – слабые грунты в конструктивных слоях дорожной одежды.

Линейка стабилизаторов грунтов «Парагон» включает в себя два базовых продукта – полимерный стабилизатор глинистых грунтов «Парагон LВS» и полимерный стабилизатор «Парагон М10+50».

1. Полимерный стабилизатор глинистых грунтов «Парагон LВS» является экологически безопасным для окружающей среды и здоровья людей материалом. Грунты, обработанные водным раствором стабилизатора «Парагон LВS», рекомендованы к применению при устройстве рабочего слоя земляного полотна, нижних и дополнительных слоев оснований, а также покрытий (на дорогах низших категорий) во 2–5-й дорожно-климатических зонах. «Парагон LВS» применяется для стабилизации и гидрофобизации глинистых грунтов и позволяет увеличить модуль упругости (до 180 МПа), несущую способность и водонепроницаемость обработанного слоя, увеличить устойчивость на сдвиг (до 50 %), обеспечить нормативную морозостойкость, сократить сроки производства дорожно-строительных работ. Отличные результаты получаются при использовании «Парагон LВS» совместно с неорганическими вяжущими (цемент, известь, золы уноса) – ГОСТ 23558-94. «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия».
2. «Парагон М10+50» представляет собой полимерное вяжущее белого цвета на основе акрилового сополимера. Экологически безопасный материал. Грунты, укрепленные полимерным стабилизатором грунтов «Парагон М10+50» как однокомпонентно, так и совместно с неорганическими вяжущими (цемент, известь, золы уноса), рекомендованы к применению при строительстве и ремонте для устройства слоя покрытия (с устройством слоя износа), несущего и дополнительных слоев оснований дорожных одежд во 2–5-й дорожно-климатических зонах в дорожном и аэродромном строительстве, а также при строительстве промышленных площадок, паркингов, спортивных и лесопарковых дорожек. Стабилизатор «Парагон М10+50» используется для укрепления пылеватых песков, песчано-гравийных смесей и грунтов с числом пластичности не более 12. Хорошо работает совместно со стабилизатором глинистых грунтов «Парагон LВS», что позволяет понизить число пластичности местных грунтов до 12 и значительно расширить область применения стабилизатора «Парагон М10+50» по типу и числу пластичности грунтов.

Результаты исследования полимерного стабилизатора грунтов «Парагон М10+50» показали, что укрепление супесчаного грунта составом на основе этого стабилизатора и цемента (от 6 до 10 %) позволяет достигать увеличения показателя прочности на растяжение при изгибе на 36,3–40,8 %, снижения коэффициента жесткости на 27,5–36,5 %, снижения расхода цемента в расчете на единицу достигнутой прочности на растяжение при изгибе на 26,7–33,6 %, а также обеспечивает повышение показателей морозостойкости в сравнении с супесью, укрепленной только цементом (рис. 1).

Рис.1. Результаты испытаний СоюзДорНИИ влияния М10+50 на величину прочности на растяжение при изгибе (мелкий песок)

В то же время сопротивление укрепленного грунта сдвигу увеличивается в несколько раз, что делает его идеальным для строительства временных взлетно-посадочных полос и автомобильных дорог как при устройстве основания, так и в качестве покрытия. Таким образом, можно сделать вывод, что полимерный стабилизатор грунтов «Парагон М10+50» очень хорошо работает как однокомпонентно так и совместно с минеральными вяжущими (цементом, известью, золой уноса), позволяя получить в результате обработки грунтов композиции с улучшенными физико-механическими показателями. Данное сочетание добавок, вносимых в обрабатываемую грунтовую смесь, позволяет получать композиции с улучшенными показателями по прочности и упругому прогибу.

Это наиболее актуально при выполнении дорожно-ремонтных работ по технологии «холодного ресайклинга» при устройстве верхнего слоя основания дорожной одежды или нижнего слоя покрытия. Результаты такого укрепления грунта значительно превосходят применяемые обычно для этой технологии битумные эмульсии или цементы.

Некоторые из существующих конкурентных стабилизаторов грунта уступают полимерному стабилизатору грунтов «Парагон М10+50» по соотношению цены и качества, другие – по морозостойкости. Очень важным моментом является то, что, в отличие от большинства конкурентных материалов, «Парагон М10+50» в самом ближайшем будущем будет продуктом, производящимся на территории России из отечественных химических компонентов, что существенно повлияет на его стоимость и сроки поставки потребителям.

Необходимо отметить, что сегодня в России имеется достаточная, но требующая доработки действующая нормативно-техническая база, которая позволяет применять технологию комплексной стабилизации и технологию комплексного укрепления грунтов для решения широкого спектра инженерных задач и использовать укрепленные местные грунты при разработке конструкций дорожных одежд различных технических категорий. В первую очередь речь идет о таких документах, как:

• Стандарт организации (ТУ) для каждого конкретного стабилизатора;
• СП 34.13330. (2012СНиП 2.05.02-85*) «Автомобильные дороги»;
• СП 78.13330. (2012СНиП 3.06.03-85*) «Автомобильные дороги»;
• ГОСТ 30491-97 «Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства»;
• ГОСТ 23558-94 «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства»;
• ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд»;
• ОДМ 218.2.017-2011 «Проектирование, строительство и эксплуатация автомобильных дорог с низкой интенсивностью».

Конструкцию дорожной одежды и тип покрытия принимают исходя из транспортно-эксплуатационных характеристик и категории проектируемой дороги с учетом интенсивности и состава движения, климатических условий, санитарно-гигиенических рекомендаций, а также обеспеченности района строительства дороги местными строительными материалами

В случае применения в конструктивных слоях дорожных одежд укрепленных грунтов с использованием в оптимальных пропорциях улучшающих грунтовую смесь добавок необходимо принимать во внимание, что:

• — слой покрытия должен обеспечивать необходимую несущую способность и расчетные транспортно-эксплуатационные качества дороги;
• — верхний слой основания – требуемую несущую способность дорожной одежды, сохранение от увлажнения и морозного пучения нижележащих слоев;
• — нижний слой основания – перераспределение нагрузок на рабочий слой земляного полотна и его защиту от увлажнения и пучения.

При этом, в зависимости от расположения слоя укрепленного грунта в конструкции дорожной одежды, определяют величину таких физико-механических показателей грунтовой смеси, как сопротивление сжатию и растяжению, модуль упругости, морозостойкость и водостойкость. Расходы добавок в грунтовую смесь для каждого конструктивного слоя подбирают таким образом, чтобы полученные в результате показатели комплексно укрепленных грунтов удовлетворяли требованиям действующих нормативно-технических регламентов.

Было установлено и подтверждено многолетними исследованиями в лабораторных и производственных условиях, что при укреплении грунтов двумя вяжущими материалами, характеризующимися весьма различными, но не антагонистическими свойствами и различной структурой (например, кристаллизационной, свойственной цементам, и коагуляционной, свойственной битумам и полимерным композициям), они приобретают повышенные сдвигоустойчивость, морозо-, температуростойкость и при необходимости могут быть менее жесткими и деформативными материалами. Методы, сочетающие при укреплении грунтов внесение добавок двух вяжущих веществ или одного вяжущего и поверхностно-активного вещества гидрофобного типа (ПАВ-стабилизатор грунтов), получили название комплексных методов (технология комплексного укрепления грунтов). В процессе изучения преимуществ, заложенных в комплексных методах укрепления грунтов, было установлено, что при этом формируются ранее неизвестные типы сложных пространственных структур совмещенного типа. Характерной особенностью данных структур является то, что при правильном технологическом процессе в микрообъемах укрепленного грунта формируются два типа пространственных бинарных структур, характеризующихся разными свойствами, дополняющими друг друга и компенсирующими недостатки укрепленного грунта каждой из моноструктур. Такие бинарные (совмещенные) структуры являются взаимопроникающими.

Применение в качестве химических добавок специально разработанных для таких случаев композиций полимерных стабилизаторов грунтов в цементогрунтовых смесях создает дополнительные возможности для строительства дорожных одежд с монолитными морозостойкими водонепроницаемыми основаниями. При добавке в грунтовые смеси полимерных стабилизаторов грунтов, вступающих в химическую реакцию с цементом, укрепленные грунты приобретают улучшенные свойства (прочность, эластичность, водостойкость, морозостойкость, технологичность) и позволяют исключить основные недостатки цементогрунтов, такие как образование температурных и усадочных трещин с передачей (отражением) их в слои покрытия. Многолетние исследования в различных странах мира показывают, что показатели прочности грунтовых смесей, обработанных полимерными стабилизаторами грунтов, значительно улучшаются при добавлении неорганических вяжущих (цемента), а добавление в грунтовую смесь полимерного стабилизатора приводит к улучшению деформационных характеристик укрепленных грунтов (цементогрунтов). Кроме того, улучшенные полимерными добавками свойства укрепленных грунтов позволяют применить принципы унификации конструкций, что обеспечивает минимум конструктивных слоев, технологических операций, времени и оборудования для их строительства. Принципы унификации конструкций с применением комплексно укрепленных грунтов позволяют предусмотреть все разнообразие влияний природно-климатических факторов, исключить часть таких влияний и свести перечень решаемых при конструировании задач к двум основным:

• обеспечению несущей способности и прочности одежды за счет основания;
• сохранению устойчивости дорожной конструкции за счет предотвращения увлажнения рабочего слоя земляного полотна и слоев основания.

Такой подход к проектированию во многих случаях снижает необходимость применения сложных многослойных конструкций, а также специальных узкофункциональных слоев (дренирующих, прерывающих прослоек, морозозащитных, теплоизолирующих и т. п.). Количество, толщина слоев и их сочетание зависят от решаемой инженерной задачи и определяются расчетом и технико-экономическим обоснованием дорожной конструкции.

Для строительства дорог с использованием технологии комплексного укрепления грунтов методом смешения местных грунтов и добавок на месте производства работ применяется специальный отряд дорожно-строительной техники. Как правило, в него входят грейдер, автоцистерна (поливомоечная машина) для доставки воды, каток от 15 т, распределитель вяжущих, погрузчик, а также грунтосмесительное дорожно-строительное оборудование, обеспечивающее требуемую точность дозировки вносимых в грунт компонентов и однородность укрепляемой грунтовой смеси.

К такому грунтосмесительному оборудованию относятся грунтовые фрезы, ресайклеры и передвижные грунтосмесительные установки. Эта современная высокоэффективная техника позволяет значительно улучшить качество работ по укреплению (комплексному укреплению) грунтов, а также сократить сроки выполнения работ. В настоящее время такую специальную дорожно-строительную технику выпускает ряд ведущих зарубежных изготовителей, таких как: Caterpillar (США), Terex США), Roadtec (США), Sakai, Niigata и Komatsu (Япония), Bomag и Wirtgen (Германия), Bitelli и FAE (Италия), XCMG XLZ250K и WR2300E (Китай). Машины Caterpillar, Bomag и Bitelli построены по одной схеме.

При использовании в строительстве или ремонте дорог высокопроизводительной техники, такой как самоходные ресайклеры (Catarpiller, Bomag, Wirtgen и т.д.) или навесные грунтовые фрезы, такие как Stehr или FAE, в течение рабочей смены может производиться устройство от 2000 до 4000 м² конструктивного слоя укрепленного грунта. Основным рабочим органом ресайклеров, где происходит смешение грунтовой смеси с добавками, является фреза с цилиндрическими резцами (рис. 2). Количество вводимого в обрабатываемый грунт раствора стабилизатора грунтов и других жидких вяжущих точно дозируется насосом, который управляется микропроцессорной системой, что обеспечивает требуемые физико-механические параметры получаемого в результате укрепленного грунта. В случае применения совместно со стабилизатором грунтов порошкообразных вяжущих добавок, таких как цемент или известь, они равномерно распределяются по поверхности перед началом фрезерования специальными распределителями и затем тщательно смешиваются с грунтом и другими добавками посредством ресайклера.

Компания Wirtgen выпускала ресайклеры моделей 1000 CR, 2100 DСR, СR 4500, WR 2500, а также установку WМ 400 (в настоящее время выпускается и модель WM 1000) для приготовления цементно-водной суспензии и работы в комплекте с WR 2500. Модель WR 2500 фирма относит к самым совершенным ресайклерам, позволяющим использовать новейшие технологии в широком спектре работ – от укрепления слабых грунтов до восстановления асфальтобетонных покрытий (холодный ресайклинг).

Необходимо отметить, что в настоящее время в России отсутствует производство дорожно-строительной грунтосмесительной техники такого уровня. В связи с актуальностью внедрения технологий укрепления грунтов в дорожной отрасли производителям дорожно-строительной техники необходимо как можно быстрее обратить свое внимание на изготовление отечественного высококачественного грунтосмесительного оборудования.

Комплектование отряда дорожно-строительной техники (рис. 3) для работ по укреплению грунтов обосновывают в проектах производства работ (ППР) и проектах организации строительства (ПОС) в соответствии со СНиП 12-01-2004.

Работам по укреплению грунтов должны предшествовать мероприятия по устройству системы водоотвода (канав, кюветов, водоотводных труб).

Расчет параметров технологического процесса производят на участке выполнения работ, включающих в себя определение длины захватки (участок строящейся дороги с повторяющимися производственными процессами, составом и объемом работ, на котором расположены основные производственные средства, выполняющие одну или несколько совмещенных по времени рабочих операций специализированного потока).

Можно с уверенностью сказать, что технология стабилизации и укрепления грунтов является идеальным решением для создания современной транспортной инфраструктуры в нашей стране, позволяющим не только обеспечить необходимую несущую способность оснований дорожных одежд, но и в большинстве случаев минимизировать затраты, сроки выполнения работ и потребность в инертных материалах.

Источник: dorogniki.com

Органоминеральные смеси.

Органоминеральная смесь – искусственная смесь, получаемая смешением на дороге или в смесительных установках минеральных материалов и минерального порошка с органическими вяжущими или с органическими вяжущими совместно с минеральными.

Смеси в зависимости от наибольшего размера зерен применяемых материалов подразделяют на:

— крупнозернистые – с зернами размером до 40 мм;

— мелкозернистые – с зернами размером до 20 мм;

— песчаными – с зернами размером до 5 мм.

В качестве органических вяжущих для приготовления смесей применяют:

— битумы нефтяные дорожные жидкие;

— эмульсии битумные дорожные;

— битумы дорожные вязкие;

— допускается применение других органических вяжущих, удовлетворяющих требованиям действующих нормативных документов и обеспечивающих получение смесей соответствующих требованиям ГОСТ 30491-97 «Смеси органоминеральные и грунты укрепленные органическими вяжущими для дорожного и аэродромного строительства.

В качестве минеральных вяжущих применяют портландцемент и шлакопортландцемент, а также золу-унос (золы-уноса образуются на тепловых электростанциях в результате сжигания углей в пылевидном состоянии, применяются в качестве компонента для изготовления тяжелых, легких, ячеистых бетонов и строительных растворов, а также в качестве тонкомолотой добавки для жаростойких бетонов и минеральных вяжущих для приготовления смесей и грунтов в дорожном строительстве).

Качество органоминеральных смесей оценивается по следующим физико-механическим показателям:

— #G0физико-механические показатели органоминеральных смесей для покрытий

#G0	Значения для смесей
Наименование показателей	с жидкими органичес- кими вяжущими	с жидкими органически- ми вяжущими совместно с минеральными	с вязкими, в том числе эмульгиро- ванными ор- ганическими вяжущими	с эмульгиро- ванными органическими вяжущими сов- местно с минеральными
Предел прочности на сжатие, МПа, при температурах, °С, не менее:
1,2	1,5	1,6	1,8
0,5	0,7	0,8	0,9
Водостойкость, не менее	0,55	0,7	0,75	0,8
Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее	0,4	0,6	0,65	0,7
Водонасыщение, % по объему	от 4,0 до 9,0	от 4,0 до 6,0	от 2,0 до 6,0	от 2,0 до 6,0
Набухание, % по объему, не более	2,5	2,0	2,0	1,5
Слеживаемость, число ударов, не более	Не нормируется
Примечание — Допускается для смесей с жидкими органическими вяжущими, приготовленных способом смешения на дороге, снижение предела прочности на сжатие при температуре 20 °С до 0,8 МПа. Показатель предела прочности на сжатие при температуре 50 °С для этих смесей не нормируется.

— физико-механические показатели органоминеральных смесей для оснований

#G0Наименования показателей	Значение
Предел прочности на сжатие, МПа, при температурах, °С, не менее:
1,4
0,5
Водостойкость, не менее	0,60
Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее	0,50
Водонасыщение, % по объему, не более
Набухание, % по объему, не более	2,0

Органоминеральные смеси могут применяться для устройства:

— покрытий во II-V дорожно-климатических зонах при интенсивности воздействия расчетной нагрузки не более 500 ед/сут;

— верхних слоев оснований во II-V дорожно-климатических зонах при интенсивности воздействия расчетной нагрузки не более 1000 ед/сут;

— нижних слоев оснований во II-V дорожно-климатических зонах при интенсивности воздействия расчетной нагрузки не более 2000 ед/сут.

Грунты укрепленные органическими и неорганическими вяжущими.

Укрепленный грунт – искусственная смесь, получаемая смешением на дороге или в смесительных установках грунтов с органическими вяжущими, органическими вяжущими совместно с минеральными, а также с цементом или другими неорганическими вяжущими и водой.

Для приготовления укрепленных грунтов с органическими вяжущими применяются крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты с числом пластичности не более 22. Допускается применение супесей и суглинков с числом пластичности:

#G0 — до 12 при условии введения добавок извести, цемента, золы-уноса или песка из отсевов дробления карбонатных горных пород при строительстве в I-III дорожно-климатических зонах и без введения добавок в IV-V дорожно-климатических зонах;

— от 12 до 17 и глины с числом пластичности до 22 при условии введения добавок извести, цемента, золы-уноса и песка из отсевов дробления карбонатных горных пород или природного крупнозернистого песка.

Допускается применение засоленных грунтов, содержащих легкорастворимые соли не более 1% по массе, при условии укрепления их жидкими органическими вяжущими. Максимальная крупность зерен крупнообломочных грунтов не должна превышать 40 мм.

Содержание комков глины размером более 5 мм в измельченном, подготовленном к обработке жидкими органическими вяжущими грунте не должно быть более 25% по массе, в том числе комков глины размером более 10 мм — более 10% по массе.

В случае применения материалов и грунтов с показателями качества ниже приведенных требований, должно быть проведено их исследование в специализированных лабораториях для подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности получения смесей и укрепленных грунтов с нормируемыми показателями качества.

#G0Зеpновой состав песчано-щебеночных, песчано-гpавийных, песчано-щебеночно-гpавийных смесей, золошлаковых смесей, песка и гpунтов должен соответствовать требованиям, указанным в таблице.

#G0в пpоцентах по массе
Макси- мальная крупность зерен, мм	Полный остаток на ситах размером отверстий, мм
2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	0,005
До 10	От 20 до 40	От 35 до 65	От 50 до 80	От 60 до 85	От 70 до 90	От 75 до 95	От 80 до 97	От 85 до 98	От 87 до 100
До 10	«20 «40	» 35 » 65	» 50 » 80	» 60 » 85	» 70 » 90	» 75 » 95	» 80 » 97	» 85 » 100
До 10	» 25 » 40	» 45 » 65	» 60 » 80	» 70 » 85	» 75 » 90	» 80 » 95	» 85 » 100
До 10	» 30 » 40	» 50 » 65	» 65 » 80	» 75 » 85	» 80 » 90	» 88 » 100
2,5	До 10	» 30 » 40	» 55 » 65	» 70 » 80	» 80 » 90	» 88 » 100
1,25	До 10	» 35 » 45	» 60 » 70	» 75 » 85	» 85 » 100

#G0Вид матеpиалов и тип гpунтов следует выбиpать в соответствии с назначением обpаботанных матеpиалов и укpепленных гpунтов, условиями их эксплуатации, требуемой маpкой по пpочности и моpозостойкости.

#G0Для пpиготовления обpаботанных матеpиалов и укpепленных гpунтов следует пpименять следующие вяжущие матеpиалы:

I вид — поpтландцемент и шлакопоpтландцемент по #M12293 0 871001094 3271140448 164122765 4294961312 4293091740 282702262 247265662 4292033672 557313239ГОСТ 10178#S, сульфатостойкий и пуццолановый цементы по #M12293 1 1200000333 3271140448 1519056134 247265662 4292033672 3918392535 2960271974 2595418479 166317385ГОСТ 22266#S, а также цементы для стpоительных pаствоpов по #M12293 2 901707387 3271140448 2573386810 247265662 4292033672 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25328#S маpок не ниже 400 для покpытий и 300 для оснований;

II вид — активные матеpиалы с удельной повеpхностью не менее 150 кв.м/кг (полный остаток на сите N 0071 не менее 20% по массе) маpок по пpочности в 180-суточном возpасте, опpеделяемой по #M12293 3 901704812 3271140448 809731643 247265662 4292033678 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 3344#S, не менее 50:

— молотые высокоактивные и активные шлаки чеpной, цветной металлуpгии и фосфоpные шлаки по #M12293 4 901704812 3271140448 809731643 247265662 4292033678 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 3344#S;

— бокситовые и нефелиновые шламы с содеpжанием двухкальциевого силиката не менее 40% по массе;

— золы-уноса с удельной повеpхностью св. 150 кв.м/кг, содеpжанием сеpнистых и сеpнокислых соединений в пеpесчете на SO не более 6%, потеpи пpи пpокаливании не более 5% по массе;

III вид — комплексные вяжущие маpок по пpочности в 90-суточном возpасте, опpеделяемой по #M12293 5 901704812 3271140448 809731643 247265662 4292033678 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 3344#S, не менее 100. Kомплексное вяжущее состоит из основного компонента и активатоpа твеpдения. В качестве основного компонента следует использовать молотые слабоактивные и активные шлаки чеpной металлуpгии и шлаки фосфоpные по #M12293 6 901704812 3271140448 809731643 247265662 4292033678 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 3344#S, основные золы-уноса по #M12293 7 1200000733 3271140448 3662156931 247265662 4292033672 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25818#S, бокситовые и нефелитовые шламы. В качестве активатоpов твеpдения — поpтландцемент, шлакопоpтландцемент маpок по пpочности не ниже 400 по #M12293 8 871001094 3271140448 164122765 4294961312 4293091740 282702262 247265662 4292033672 557313239ГОСТ 10178#S, известь стpоительная I и II соpтов по #M12293 9 1200000306 3271140448 3309028669 247265662 4292033672 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 9179#S, гипс стpоительный маpок не ниже Г10 по ГОСТ 125, содощелочной (содосульфатный) плав с содеpжанием не менее 95% и NaOH не менее 2% по массе, жидкое стекло с кpемнеземистым модулем 1,7 — 1,8 и плотностью от 1,15 до 1,25 г/куб.см.

Для снижения pасхода вяжущих матеpиалов, повышения пpочности, моpозостойкости и улучшения технологических свойств следует пpименять химические добавки, удовлетвоpяющие требованиям соответствующих ноpмативных документов, утвеpжденных в установленном поpядке.

#G0Обpаботанные матеpиалы и укpепленные гpунты должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандаpта по технологическому pегламенту, утвеpжденному в установленном поpядке стpоительной оpганизацией.

Пpочность обpаботанного матеpиала и укpепленного гpунта в пpоектном возpасте хаpактеpизуют маpкой. Соотношение между маpкой по пpочности и пpочностью на сжатие и pастяжением пpи изгибе должно соответствовать требованиям, указанным в таблице.

#G0 Маpка по пpочности	Пpедел пpочности, МПа (кгс/кв.см), не менее
на сжатие	на pастяжение пpи изгибе
М10	1,0 (10)	0,2 (2)
М20	2,0 (20)	0,4 (4)
М40	4,0 (40)	0,8 (8)
М60	6,0 (60)	1,2 (12)
М75	7,5 (75)	1,5 (15)
М100	10,0 (100)	2,0 (20)
Пpимечание — Допускается опpеделять пpочность в установленные пpомежуточные сpоки. Пpи этом пpочность в пpомежуточные сpоки должна быть не менее 0,5 от ноpмиpуемого значения пpочности в пpоектном возpасте.

#G0По моpозостойкости обpаботанные матеpиалы и укpепленные гpунты подpазделяют на маpки: F5, F10, F15, F25, F50, F75. За маpку по моpозостойкости пpинимают установленное число циклов попеpеменного замоpаживания и оттаивания, пpи котоpых допускается снижение пpочности на сжатие не более чем на 25% от ноpмиpуемой пpочности в пpоектном возpасте.

#G0ОБЛАСТЬ ПPИМЕHЕHИЯ ОБPАБОТАHHЫХ МАТЕPИАЛОВ

И УKPЕПЛЕHHЫХ ГPУHТОВ

#G0Вид материала	Тип дорожной одежды	Марка по прочности на сжатие, не ниже	Марка по морозостойкости независимо от марки по прочности для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца, °С, не менее
покрытие со слоем износа	осно- вание	допол-нитель-ный слой осно-вания	От 0 до -5	От — 5 до — 15	От — 15 до — 30	Ниже -30
Обработанные материалы	Капи- тальный	Не применяют	М60	М10	F15	F25	F25	F50
Обработан-ные материалы и укреплен-ные грунты	То же	То же	М40	М10	F15	F25	F25	F50
То же	Облег- ченный	«	М40	М10	F10	F15	F25	F50
«	Переход- ный	«	М20	—	F5	F10	F15	F25
«	То же	М40	—	—	F10	F15	F25	Не приме-няют

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ, УКРЕПЛЕННЫХ ВСПЕНЕННЫМ БИТУМОМ СОВМЕСТНО С ЦЕМЕНТНО-ВОДНОЙ СУСПЕНЗИЕЙ, И ИХ РАБОТА В КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЯХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

1. Виды органоминеральных смесей на увлажненных минеральных материалах и требования, предъявляемые к их свойствам.

Материалы, обработанные вспененным битумом с цементно-водной суспензией, относятся к группе смесей на увлажненных минеральных материалах. Такие смеси содержат в своем составе воду. Вода в них подается в минеральный материал в не большом количестве, близком к значению оптимальной влажности используемых материалов.

Эту небольшую группу составляют влажные органоминеральные смеси (ВОМС); смеси, получаемые на основе вспененных битумов и смеси на разжиженных битумах (Nab-Sand-влажный песок).

Согласно определению, данному в обзорной информации [], смесь, приготовленная на вспененном битуме (ВБ), — это материал, содержащий обычные для горячих асфальтобетонов минеральные материалы (щебень, песок, минеральный порошок) и битум в диспергированном состоянии. Диспергирование битума осуществляется чаще всего способом, основанным на подаче через специальные устройства горячего битума при температуре 130-170 0 С совместно с водяным паром или водой на предварительно увлажненные минеральные материалы. При подаче водяного пара получают, главным образом, горячую смесь, воды – холодную.

В обзорной информации также отмечается, что способ обработки материала и тип органоминеральной смеси необходимо выбирать с учетом целого ряда факторов, в том числе климатических характеристик. При этом кроме климатических факторов учитываются местные погодные условия на момент строительства. Во всех случаях следует выбирать погодные условия, когда смесь успеет сформироваться.

Материалы, приготовленные на вспененном битуме, еще мало применяются в дорожных хозяйствах России, но имеющийся опыт устройства таких слоев позволяет рекомендовать их наряду с ВОМС.

Рекомендуется применять мобильное оборудование для приготовления и укладки смеси. Этот способ работ позволяет избежать снижения качества некоторых материалов при транспортировании и составить план организации работ таким образом, чтобы использовать промежутки времени с оптимальными для устройства дорожных одежд погодными условиями, когда в целом погода в районе работ неустойчива.

С этой точки зрения представляет интерес опыт восстановления и строительства слоев дорожной одежды методом холодного ресайклинга с использованием специального оборудования фирмы Wirtgen. Комплект этого оборудования в настоящее время используется для строительства слоев оснований дорожных одежд в Пермской области. Руководство по применению разработано известной консультативной фирмой, специализирующейся на технологиях восстановления дорожных одежд – A.A.Loudon

-водонасыщение и набухание материала не должны превышать установленные для данной смеси пределы;

-иметь достаточные для эксплуатации покрытия прочности при нормальной, повышенной или пониженной температурах, в зависимости от условий эксплуатации материала.

Водостойкость и водонепроницаемость материала зависят прежде всего от количества и качества вяжущего в смеси. Причем в качестве вяжущего рассматривается не только чисто органическое вяжущее, но и его смесь с мелкодисперсной фракцией минеральной части, называемая асфальтовым вяжущим.

Свойства материала, полученного путем уплотнения смеси, определяются свойствами и количественными соотношениями исходных материалов.[] Для ВОМС с целью выяснения влияния многочисленных факторов на физико-механические свойства материала был проведен эксперимент с привлечением факторного анализа. В качестве критериев были приняты основные физико-механические показатели материала – плотность, водонасыщение и прочностные показатели сухих и водонасыщенных образцов. В результате была установлена степень влияния всех выбранных для анализа факторов на изменение перечисленных выше показателей свойств ВОМС. []

Проведенный с привлечением методов статистической обработки анализ позволил расположить факторы по степени их влияния на свойства ВОМС (по убывающей):

-соотношение между количеством органического вяжущего и тонкодисперсных частиц минерального порошка;

-вязкость органического вяжущего;

-вид и количество ПАВ, гранулометрических добавок и др;

-количество песка, размер и форма его зерен.

(ВОМС представляют собой многокомпонентную систему, состоящую из увлажненных минеральных материалов подобранного гранулометрического состава, активатора или ПАВ и жидкого органического вяжущего).

Для других видов органоминеральных смесей порядок расположения, а для некоторых смесей и набор факторов, могут быть иными.

Для органоминеральных смесей на основе вспененного битума и цементно-водной суспензии набор факторов и их порядок по степени влияния на свойства получаемого материала может быть следующим:

-соотношение между количеством органического вяжущего и тонкодисперсных частиц в смеси;

-качество вспененного битума;

-количество и качество цементно-водной суспензии;

-количество песка, размер и форма его зерен;

-условия формирования структуры материала: влажность при уплотнении, температура воздуха (скорость высыхания) и др.

В горячих смесях процессы формирования структуры завершаются в основном, на стадии уплотнения смесей, а в холодных – основным фактором формирования структуры материала является его доуплотнение в результате движения транспортных средств. В процессе уплотнения таких материалов получают только минимально необходимую механическую прочность и устойчивость при воздействии климатических и эксплуатационных факторов.

Для увлажненных органоминеральных смесей процесс уплотнения играет важную роль в формировании материала. Однако процессы структурообразования под воздействием движения транспортных средств являются основными.

Увлажненные смеси могут довольно длительное время и в широком диапазоне температур оставаться однородной системой.

Условием успешного применения, например, ВОМС является присутствие в их составе достаточного количества мелкодисперсных фракций в сочетании с оптимальной пористостью смеси, обеспечивающей условия миграции свободной воды, которая используется для улучшения условий смачивания минеральных частиц органическим вяжущим, то есть играет роль пластификатора.

Как показали результаты исследований [], в момент обволакивания органическим вяжущим минеральных зерен в смесях типа ВОМС или нефтегравий происходит вытеснение определенного количества воды с поверхности зерен в поровое пространство. Если остаточная пористость пластичных смесей меньше оптимальной, то это затрудняет миграцию свободной воды и не позволяет в оптимальные сроки сформировать структуру этих материалов. Поэтому после открытия движения по несформировавшемуся покрытию на нем возникают дефекты.

Предварительное уплотнение наиболее целесообразно проводить пневмокатками, так как катки гладковальцовые, заглаживая поверхность материала, затрудняют процесс испарения воды из смеси. Это не позволяет получить необходимые начальные физико-механические свойства материала, которые влияют на сроки открытия движения транспортных средств и создают предпосылки для возникновения дефектов покрытия.

Вода. присутствующая в ВОМС, положительно воздействует на процесс уплотнения, снижая внутреннее трение минеральных частиц, а это способствует повышению степени уплотняемости смеси при сохранении оптимальной пористости.

Вытеснение воды при формировании структуры ВОМС в поровое пространство происходит таким образом, что на минеральных зернах формируется тонкая пленка органического вяжущего в присутствии структурирующей добавки (извести или цемента), которая сочетает в себе жесткость и эластичность, упругость и пластичность.

При формировании материала из нефтегравия, пористость которого недостаточна, чтобы обеспечить свободную миграцию воды, а уплотняющая нагрузка большая, происходит защемление воды между сравнительно толстыми слоями маловязкого органического вяжущего. Смесь будет плохо уплотняться, ее уплотняемость значительно снизится.

Уплотняемость – одна из основных технологических характеристик смеси – это способность материала изменять свой объем под действием уплотняющей нагрузки. Характер зависимости уплотняемости ВОМС от температуры уплотнения таков, что позволяет сделать вывод о том, что максимальный эффект уплотнения ВОМС будет проявляться в интервале температур –10 — +15 0 С. Движение транспортных средств открывают сразу после уплотнения слоя с ограничением скорости движения до 40 км/ч на сутки для ВОМС и на 6-7 суток для нефтегравия. []

2. Влияние качества и соотношения компонентов, входящих в состав органоминеральных смесей на увлажненных минеральных материалах, и требования, предъявляемые к их свойствам

2.1. Зерновой состав минеральной части.

Суммарное количество воды и вяжущего в таких смесях обычно подбирается по принципу получения значения влажности минеральной части, близкой к пределу пластичности (для ВОМС).

Для смесей типа ВОМС важное значение имеет рациональное соотношение минеральной части и органического вяжущего.

При увеличении количества воды по отношению к вяжущему, получают смеси с высокими прочностными характеристиками, но более низкой водостойкостью, при уменьшении соотношения вода – вяжущее водостойкость и теплостойкость смеси возрастают, прочностные характеристики резко снижаются.

По данным руководства по применению «Холодный ресайклинг» пригодность материала оценивается следующим образом: «… Материал с недостатком мелких фракций будет плохо смешиваться со вспененным битумом. Минимум 5 % материала должно проходить через сито 0,075 мм (номер сита 200). При недостатке таких фракций вспененный битум не распределяется должным образом и склонен к образованию так называемых «стрингеров», или пропитанных битумом агломераций мелких зерен, проходящих ресайклированный материал. Размер стрингеров изменяется в соответствии с недостатком мелких фракций, их большой дефицит вызывает образование большого числа крупных стрингеров, которые действуют подобно смазочному материалу в смеси, и ведут к снижению прочности и стабильности.

Материал с недостатком мелких фракций может быть улучшен добавкой цемента. Однако, добавки более 2 % цемента от массы минерального материала следует избегать из-за его отрицательного влияния на усталостные характеристики укрепленного слоя».

2.2. Укрепление цементом.

Цемент — наиболее широко используемое вяжущее для укрепления каменных материалов, применяемых в основаниях дорожной одежды.

Преимуществами применения цемента являются:

— существенное повышение предела прочности при сжатии с большинством материалов;

— повышение водостойкости материалов.

Однако укрепление цементом требует большого внимания. Все полученные с применением цемента материалы, включая и бетон, склонны к растрескиванию.

Цементобетон имеет склонность к раскалыванию по двум очень различным причинам. Первая — результат химической реакции, которая протекает при гидратации цемента в присутствии воды. Вторая причина — результат нагрузки от транспортных средств [].

При гидратации цемента образуются пальцеобразные кристаллы силиката кальция сложной формы, сцепляющие между собой частицы материала. Материал сжимается, что вызывает образование трещин, обычно называемых усадочными. Эти трещины являются одной из особенностей работы с цементом. Интенсивность (расстояние между трещинами) и величина (ширина) трещин, или степень растрескивания, в значительной степени зависят от следующих факторов:

— тип стабилизируемого материала;

— влажность при уплотнении;

— скорость высыхания. При быстром высыхании материала усадка развивается быстрее набора прочности, что сопровождается образованием узких (волосяных) трещин. Медленное высыхание влечет за собой менее интенсивное образование трещин, но их ширина в этом случае больше. Поверхность законченного цементобетонного слоя должна быть защищена от высыхания в течение семи дней.

Перечисленные преимущества и недостатки справедливы для материалов, укрепленных небольшим количеством цемента, применяемых в слоях дорожной одежды.

2.3. Формирование структуры при укреплении каменных материалов

добавкой цемента совместно с битумом.

Выделяющийся при гидратации и гидролизе цемента Ca(ОН)2 насыщает поры грунта и поверхность частиц катионами кальция, что способствует повышению адгезии битума к поверхности частиц грунта.

Цементобитумогрунт характеризуется не только высокой прочностью и морозостойкостью, но и обладает повышенной деформативностью и малой истираемостью. Эти свойства позволяют применять такой материал в суровых климатических условиях (во II и даже I дорожно-климатических зонах) и эффективно использовать его в конструктивных слоях дорожных одежд на дорогах I — III категорий (верхний слой основания) [].

Изучение структуры цементобитумогрунта дает основание предположить, что при введении добавок цемента и битума в массе укрепленного грунта формируется сильно разветвленная пространственная структура смешанного типа. Отдельные микрообъемы грунта сложной конфигурации характеризуются преобладанием упруго-вязкой коагуляционной структуры, формирующейся под действием битума, который связывает частицы грунта и их микроагрегаты в монолитную массу. В других микрообъемах укрепленного грунта преобладает жесткая кристаллизационная структура, обусловленная цементирующим действием гидратированных зерен цемента и новообразований. Такие микроблоки (или участки) с диаметрально противоположной структурой чередуются между собой, имеют очень изломанную и неровную поверхность и связываются в монолитную массу пленками битума или новообразованиями цемента. Такая мозаичная, часто чередующаяся и взаимопроникающая структура смешанного типа и обуславливает полезные качества комплексно укрепленного грунта: прочность, высокую морозостойкость, повышенную деформативность, большую сдвигоустойчивость при повышенных температурах (50 о С) и износостойкость [].

Источник: poisk-ru.ru

Омс в строительстве дорог это

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

СМЕСИ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ И ГРУНТЫ, УКРЕПЛЕННЫЕ ОРГАНИЧЕСКИМИ ВЯЖУЩИМИ, ДЛЯ ДОРОЖНОГО И АЭРОДРОМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Organomineral mixtures and soils stabilized by organic binders for road and airfield construction. Specifications

Дата введения 2013-11-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным автономным учреждением «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве» (ФАУ «ФЦС»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (протокол от 18 декабря 2012 г. N 41).

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование органа государственного управления строительством

Минэкономики Республики Армения

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 1979-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30491-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2013 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на органоминеральные смеси и укрепленные грунты, применяемые для устройства несущих и дополнительных слоев оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Область применения смесей и укрепленных грунтов приведена в таблице А.1 приложения А.

Требования настоящего стандарта не распространяются на обработанные материалы, получаемые по способу пропитки и поверхностной обработки, а также на черный щебень.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 3344 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 8267 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8736 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 9179 Известь строительная. Технические условия

ГОСТ 10178 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 11955 Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия

ГОСТ 12801 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний

ГОСТ 22245 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия

ГОСТ 23732 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 23735 Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 25818 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 28840 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

ГОСТ 30108 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 органоминеральная смесь: Искусственная смесь, получаемая смешением на дороге или в смесительных установках щебня (гравия), песка или их смесей, а также минерального порошка (в том числе порошковых отходов производства) с органическими вяжущими и активными добавками и без них или с органическими вяжущими совместно с минеральными.

3.2 укрепленный грунт: Искусственный материал, получаемый смешением на дороге или в смесительных установках грунтов с органическими вяжущими и активными добавками (в том числе минеральными вяжущими) и без них при оптимальной влажности, соответствующий нормируемым показателям качества в проектные и промежуточные сроки.

4 Технические требования

4.1 Основные параметры

4.1.1 Органоминеральные смеси (далее — смеси) и укрепленные грунты должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке строительной организацией.

4.1.2 Смеси в зависимости от наибольшего размера зерен применяемых минеральных материалов приготавливают:

Источник: docs.cntd.ru

Нарушения, которые муниципалитеты допускают при строительстве и ремонте дорог

Контроль за соблюдением закона при строительстве, ремонте и содержании дорог осуществляют прокуроры, специалисты счетных палат и финансовые ревизоры. По итогам проверок контролеры требуют устранить нарушения, но могут и обвинить в неэффективном использовании бюджетных средств. В этой статье мы расскажем об ошибках, которые проверяющие чаще всего выявляют в работе органов местной власти.

Право собственности на дороги не оформлено

Одна из проблем в сфере строительства, ремонта и содержания автодорог местного значения — отсутствие оформленного органами местного самоуправления права собственности на автодороги местного значения. Если земельный участок, на котором расположена автодорога, принадлежит администрации муниципального образования, то право собственности на автодорогу как объект недвижимого имущества подлежит обязательной государственной регистрации. Если это требование не выполнить, прокуратура может подать иск в суд и добиться решения об оформлении права муниципальной собственности на автодорогу.

Важно запомнить! Зарегистрируйте право муниципальной собственности в управлении Росреестра по вашему региону

ПРИМЕР 1. По заявлению прокурора суд признал незаконным бездействие администрации сельского поселения. Чиновники не приняли мер, чтобы оформить право собственности на автомобильные дороги общего пользования в границах населенных пунктов сельского поселения. Суд обязал администрацию зарегистрировать право собственности на автодороги в границах населенных пунктов сельского поселения, включенных в реестр муниципальной собственности (апелляционное определение Ульяновского областного суда от 15.05.2012 по делу № 33–146112).

Чтобы признать право собственности на дорогу, подготовьте технический и кадастровый паспорта на нее. Отсутствие этой документации прокуроры могут оспорить.

ПРИМЕР 2. Кировский городской прокурор Ленинградской области обратился в суд с иском к администрации городского поселения и потребовал, чтобы она провела паспортизацию дороги. Прокурорская проверка показала, что были нарушены требования законодательства о безопасности дорожного движения.

Суд указал, что каждая автомобильная дорога общего пользования подлежит техническому учету и паспортизации (п. 1.2 Ведомственных строительных норм 1–83, утв. Минавтодором РСФСР 05.02.1982). Технический паспорт определяет фактическое состояние автомобильной дороги и необходим для обеспечения безопасности дорожного движения, в которой заинтересованы жители города. Суд удовлетворил иск прокурора (определение Ленинградского областного суда от 12.12.2012 № 33–5555/2012).

НА ЗАМЕТКУ: По мнению Минэкономразвития, права на дорожное покрытие из гравия и щебня не подлежат госрегистрации ( письмо от 11.07.2014 № Д23и-2426 )

Право собственности на объект недвижимого имущества регистрируется на основании правоустанавливающего документа на земельный участок и разрешения на ввод объекта в эксплуатацию (ст. 25 Федерального закона от 21.07.1997 № 122-ФЗ). Основаниями для государственной регистрации прав на недвижимое имущество также являются акты, изданные органами местного самоуправления в рамках их компетенции (ст. 17 Закона № 122-ФЗ). Поэтому орган местного самоуправления должен принять муниципальный нормативный акт о включении автодорог местного значения в реестр муниципальной собственности.

Сведения об автомобильных дорогах общего пользования местного значения должны быть внесены в единый государственный реестр автомобильных дорог (ЕГРАД). Такое требование установлено в статье 10 Федерального закона от 08.11.2007 № 257-ФЗ. Если дорога не внесена в ЕГРАД, она относится к бесхозяйным.

В реестр вносят:

• сведения о собственнике дороги;
• идентификационный номер дороги;
• сведения о соответствии дороги и ее участков техническим характеристикам класса и категории автомобильной дороги;
• информацию о виде разрешенного использования.

Документ: Идентификационные номера присваиваются дорогам по правилам, которые Минтранс утвердил приказом от 07.02.2007 № 16

Несоответствие данных в документах

Органы местного самоуправления вправе утверждать перечни автомобильных дорог общего пользования местного значения (ст. 5 Закона № 257-ФЗ). Перечень должен содержать идентификационные номера автомобильных дорог местного значения.

Показатель протяженности автомобильной дороги, включенной в перечень, должен соответствовать данным в свидетельстве о государственной регистрации права на дорогу. В контракте и акте приемки выполненных работ также указывайте протяженность, которая соответствует документальной. В противном случае ревизоры зафиксируют нарушение.

Несоответствие объемов и качества работ реальным потребностям

Проверку количественных и качественных показателей ревизоры начнут с изучения документов. Анализу подвергнут локальные сметные расчеты, прилагаемые к контрактам. Данные в сметах должны соответствовать техническому заданию.

Как проверяют объемы работ

Если перечни и объемы работ в сметных расчетах не соответствуют утвержденным техническим заданиям — это нарушение.

ПРИМЕР 3. Контрольно-счетная палата проверила законность и результативность использования средств дорожного фонда Кочевского муниципального района Пермского края.

В результате установлено, что:

• в контракт необоснованно включены работы по установке дорожных знаков, не предусмотренных техническим заданием;
• завышена стоимость работ к оплате на сумму 1554 руб.;
• занижены объемы работ по устройству выравнивающего слоя, устройству покрытия из песчано-гравийной смеси на сумму 2732,98 руб.

Таким образом, муниципальный район необоснованно использовал бюджетные средства на общую сумму 4286,98 руб. Он оплатил подрядчику выполненные работы, которые не соответствуют техническому заданию по муниципальному контракту.

Чтобы проверить выполненные объемы, ревизоры проведут осмотры и контрольные обмеры. Так, в показателях толщины асфальтобетонных покрытий дорожных одежд по основным требованиям СНиП 3.06.03–85 допустимыми признают отклонения от проектных значений в пределах:

• от 10 до 20 мм — для 10 процентов результатов определений;
• от 5 до 10 мм — для остального объема.

Если при контрольной вырубке и замере толщины оснований и покрытий отклонение от толщины, предусмотренной сметной документацией, окажется больше 10 мм в 90 процентах измерений, проверяющие признают это завышением объемов выполненных работ. Ревизоры пересчитают стоимость и потребуют взыскать с подрядчика необоснованно выплаченные средства.

Как проверяют качество работ

Важно запомнить! На отремонтированные объекты должен быть оформлен гарантийный паспорт. Такой паспорт подписывают руководители подрядной и эксплуатирующей организаций

Ревизоры обязательно проведут выборочные осмотры отремонтированных дорог, чтобы выявить дефекты. Типичные недостатки:

• сетка трещин с разрушениями и разломами в покрытии проезжей части;
• разрушения в виде ям, выбоин в покрытии проезжей части;
• следы пучения грунта, образование колейности.

Если проверяющие выявят такие дефекты, они выяснят, как заказчик провел претензионную работу с подрядчиком. В случае высокой степени повреждения дорожной одежды они могут сделать вывод о неэффективном использовании бюджетных средств.

Минимальный гарантийный срок на ремонт верхнего дорожного покрытия — 4 года, на нижнее покрытие и основание — 8 лет (распоряжение Минтранса от 07.05.2003 № ИС-414-р). Проводите регулярные контрольные осмотры и проверки на отремонтированных участках дорог в период гарантийных сроков. На отсутствие муниципального контроля за сохранностью дорог общего пользования местного значения может обратить внимание прокурор.

ПРИМЕР 4. В Тульской области прокурорской проверкой установлено, что в 2016 году в городе Донском не осуществлялся муниципальный контроль за сохранностью автомобильных дорог местного значения, не проводились плановые и комплексные проверки. Прокурор направил иск в городской суд и потребовал обязать администрацию муниципального образования организовать контроль.

Завышение НМЦК

Одно из правонарушений в сфере строительства и ремонта дорог — завышение цен. Заказчики при подготовке конкурсной документации некорректно определяют и обосновывают начальную минимальную цену контракта. Они подгоняют ее под объемы предусмотренных на строительство или ремонт бюджетных средств, когда реальная стоимость работ может быть ниже.

ПРИМЕР 5. В 2016 году в Республике Крым было возбуждено уголовное дело по факту завышения стоимости услуг по проектированию развития дорожной сети на 25 млн руб.

Сговор заказчиков с поставщиками

Особый вид нарушений в сфере дорожного строительства — сговор подрядчика с поставщиком. При этом виде нарушения возможно невыполнение (ненадлежащее выполнение) оплаченных работ и нецелевое использование выделенных средств.

ПРИМЕР 6. В январе 2017 года в Омской области суд признал экс-главу одного из районов виновным в растрате в особо крупном размере, совершенной с использованием служебного положения. Чиновник обеспечил победу компании на аукционе на проведение ремонта дороги на сумму более 15 млн руб. Фактически ремонтом занималось местное дорожно-ремонтное строительное управление.

Из-за того, что при ремонте использовалось в том числе и вторсырье, он обошелся всего в 8 млн руб. Компания выплатила эту сумму ДРСУ, а сама получила полную сумму по муниципальному контракту. На имущество ответчика наложен арест.

В 2016 году в Брянской области на средства, выделенные из областного бюджета на ремонт автодорог к социальным объектам, были построены дороги к объектам коммерческого назначения.

АНДРЕЙ НИКОЛАЕВ, доцент Юридического института Российского университета транспорта (МИИТ), к. т. н.

Источник: cmokhv.ru