В условиях IV и V дорожно-климатических зон, где для возведения насыпей приходится использовать грунты с влажностью ниже оптимальной (так называемые «недоувлажненные» грунты), эффективным может оказаться улучшение грунтов стабилизаторами. Это направление требует дополнительных исследований.

Конструкции с укреплением грунтов вяжущими, достаточно реальны для региона, и для их внедрения имеется соответствующая нормативная база, требуется только должное внимание к этой технологии.

Применение геосинтетики в том или ином из конструктивно-технологических решений требует, чтобы этот геосинтетик отвечал тем конкретным условиям, в которых ему придется работать в рамках этого решения.

Для внедрения новых нетрадиционных решений необходимо накопить региональный опыт применения данного конструктивного решения. Накопление опыта начинается со строительства и эксплуатации опытных участков.

Учитывая особенности грунтово-гидрологических условий региона, перспективными решениями могут быть:

№1. Конструкция с гидроизолирующей прослойкой из геосинтетики;

№2. Конструкция с устройством слоя в основании из объемной георешетки с заполнением ячеек гравийно-песчаным слоем;

№3. Конструкция дорожной одежды с переходным типом дорожной одежды с использованием объемной георешетки;

№4. Конструкция дорожной одежды на участках песчаных отложений с использованием объемных георешеток;

№5. Конструкция асфальтобетонного покрытия с армированием геосеткой.

Первое конструктивное решение, рекомендованное и ранее для таких условий, обеспечивает защиту грунта насыпи от воздействия грунтовых вод. В настоящее время для устройства гидроизолирующей прослойки могут применяться современные геосинтетические материалы

Решение №2 может оказаться наиболее эффективным для дорог с облегченными типами дорожной одежды, которые при перспективе увеличения осевых нагрузок могут рассматриваться как стадийно усиливаемые.

Решения №3 и №4 могут быть реализованы для обеспечения движения транспортных средств, которые используются при новом строительстве на участках мокрых солончаков и песков.

Решение №5 при соответствующих условиях может быть направлено на повышение долговечности (межремонтных сроков) асфальтобетонных и черных покрытий с учетом их склонности к колеобразованию при высоких температурах.

Для разработки конкретных рекомендаций по применению указанных решений в практическом строительстве и реконструкции автомобильных дорог на территории региона необходимо разработать соответствующую программу научно-исследовательских работ, в которой должны быть предусмотрены опытно-экспериментальные работы с проведением соответствующих наблюдений.

Как отмечалось выше, первостепенной проблемой является усиление конструкций дорожных одежд с точки зрения критерия сдвигоустойчивости грунта рабочего слоя.

Анализ показывает, что наиболее простым и разработанным методом повышения сдвигоустойчивости является метод укрепления грунта вяжущими, в частности, цементом или известью.

В этой связи проанализированы возможности введения в конструкцию дорожной одежды слоёв из материалов, укрепленных неорганическими вяжущими. Применительно к конструкции №1 выполнены расчеты для нагрузки 130 кН на ось на срок службы 14 лет. Результаты показали, что условие сдвигоустойчивости может быть выполнено при следующих параметрах конструкции (рис. 5):

1 - асфальтовый бетон плотный БНД 60/90;

2 - асфальтовый бетон пористый БНД 60/90;

3 - черный щебень по способу заклинки;

4 - щебеночно-песчаная смесь, укрепленная цементом М60 (Е=700 МПа);

5 - щебеночная смесь;

6 - песок крупный;

7 - георешетка + песок;

8 - грунт, укрепленный цементом;

9 - грунт - суглинок легкий пылеватый.

Вариант 1 – 1,00 м Вариант 2 – 0,88 м

Вариант 3 – 0,90 м Вариант 4 – 0,89 м

Рис.5. Рекомендуемые конструкции дорожных одежд капитального типа с расчетной нагрузкой на ось 13 т для условий региона

Общие выводы

Выполненные в настоящей диссертационной работе теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие общие выводы.

Западный Казахстан является важной и развивающейся частью страны, где отмечается значительный рост объема перевозок (на 10…25%) по автомобильным дорогам. Существующая сеть автомобильных дорог в регионе, сформировавшаяся в целом в прошлые годы, соответствует основным расчетным нагрузкам 6…10 т и не отвечает при нормативных сроках службы дорожных конструкций требованиям трех критериев прочности, предусмотренным современными методическими документами. Тем более эти конструкции не отвечают требованиям повышения расчетной осевой нагрузки до 13 т, отраженным в нормах Республики Казахстан.

Расчеты, выполненные по различным методикам, дают различные значения коэффициентов прочности конструкций, прежде всего по критерию общего упругого прогиба и по сдвигу в грунте рабочего слоя. Самый осторожный результат дает расчет по методике МОДН 2-2001 (Межгосударственные отраслевые дорожные нормы). Поскольку эта методика разработана на основе обширных исследований, выполнявшихся в течение 40 лет многочисленными коллективами ученых, на нее и следует ориентироваться в практических расчетах.

При расчете дорожных одежд на участках, где уровень грунтовых вод находится на глубине менее 1,6 м от поверхности рабочего слоя, необходимо учитывать его влияние на механические характеристики грунта рабочего слоя, используя предложенную методику.

При расчете дорожных одежд с покрытием на основе органических вяжущих следует учитывать предложенное в работе районирование территории региона по расчетной максимальной температуре, а при использовании в рабочем слое земляного полотна местных грунтов - районирование территории региона с учетом разнообразия почвогрунтов и степени их засоления.

Для обеспечения нормативной долговечности дорожных одежд при нагрузке 13 т на ось необходимо предусматривать применение предложенных в настоящей работе более усиленных конструкций дорожных одежд, чем те, которые закладываются в настоящее время в проекты при новом строительстве, которые отвечали бы всем критериям прочности.

Рекомендуемые нетрадиционные конструкции дорожных одежд капитального типа с расчетной нагрузкой на ось 13 т для условий региона должны быть построены и проверены на специальных опытных участках для дальнейшего наблюдения и уточнения их работы в реальных условиях эксплуатации. Для накопления практического опыта их применения в регионе необходимо разработать региональную программу.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

Научные статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК: