Дорожное строительство

И песок превратится в камень…

Последствия недостаточной стойкости автомобильных дорог особенно ярко проявляются весной, когда асфальт в своем «плачевном» состоянии обнажается из-под снежного накатанного покрова.

И знаменитое выражение относительно русского, который просто не может не любить быстрой езды, подтвердить на практике без угрозы для здоровья нереально. Проблема разрушения полотна дороги в нестойкости, как покрытия дороги, так и ее основы.

Что делать?

Для построения надежных дорог и площадок, способных нести на себе многотонный поток автомобильного или железнодорожного транспорта, строительной техники, необходима надежная прочная основа. Ее формируют с помощью щебня, гравия, бетонных плит. Эти материалы создают дополнительные затруднения при транспортировке и последующей укладке. Наряду с такими традиционными способами на территории российских просторов начинают практиковать применений инновационных технологий, которые в западных странах уже проверены на протяжении нескольких десятилетий. Речь идет о принудительной стабилизации грунта.

Инновационная сторона технологии

Суть технологии далеко не нова. Многие столетия люди вносят в состав грунта дорог различные добавки, позволяющие изменять свойства поверхностного слоя дороги.

Некоторые древние дороги сохранили свою «профпригодность» по сегодняшний день. Сегодня, когда существует определенный дефицит строительных скрепляющих компоненков, актуальна химическая полифилизация – это технология, обеспечивающая уплотнение грунта. Ее особенность - в дупликации природных явлений, но только ускоренных во времени. Авторами этой технологии являются швейцарские и российские ученые, которые разработали и модернизировали синтетические полифилизаторы, способные в десятки раз улучшить физико-механические свойства грунта. Грунт с любым фактически составом способен преобразоваться в камень. Это происходит постоянно в природе. Но естественный процесс подобных преобразований растянут во времени на тысячи, а то и миллионы лет. Ученые нашли способ искусственно ускорить этот процесс, добавлением в него катализирующих веществ.

Особенность их действия не в сцеплении грунта или его окислении, а в ускорении естественного окаменения грунта с радикальным изменением его свойств.

Особенности действия и применения

Добавление в поверхностные слои грунта катализирующих веществ позволяет « уплотнить» грунт непосредственно в месте расположения дорожного полотна. Полифилизаторы™ используются системно – это двухкомпонентная система. Эффект катализаторов проявляется непосредственно в грунте при их смешивании и механическом уплотнении. Используются такие сочетания веществ ( рецепты):
І вариант
• ПГСЖ 1 - «П» - полифилизатор, «Г» - грунтовый «С» - стабилизирующий «Ж» - жидкий «1» в своей основе аналогичен концентрату «Консолид 444»;
• ПГСП 3 – полифилизатор грунтовый стабилизирующий (см.выше) «П» - порошковый «3», прототипом которого был «Солидрай»
II вариант
• ПГСЖ 1 - … (уже рассмотрели);
• ПГСБ 2 – полифилизатор грунтовой стабилизирующий битумосодержащий «2».
При любом варианте компоненты вносятся во взрыхленный грунт, который затем тщательно уплотняется. Внесение в грунт ПГСЖ-1 способствует активной агломерации мелких фракций грунта, что уменьшает площадь активной поверхности каждой частицы. Для активного сцепления частиц между собой природным путем необходимо разрушить пленку воды на их поверхности, которая как бы создает барьер для контакта. Устранение «препятствия» приводит к возрастанию роли природных связующих сил и уменьшению содержания влаги в грунте. Добавление затем ПГСП-3 ускоряет процесс стабилизации адаптивно к технологическому назначению поверхности.

Доминирующие свойства

Использование метода полифилизации грунта в дорожном строительстве позволяет:
• использовать «местный» грунт под будущей дорогой – нет необходимости в транспортировке щебня, песка или гравия;

• при необходимости грунт может перемешиваться с полифилизаторами в стационарных условиях, а уже затем вывозиться на объект;
• уменьшить сроки строительства – готовое полотно после полифилизации и уплотнения способно выдержать на себе многотонную технику;
• упростить технологический процесс возведения дорожного покрытия.
• снизить на 15-25% себестоимость строительства дорог;
• расширить временной диапазон пригодности дороги к эксплуатации;
• снизить водопоглощение обработанного грунта – фактически он становится водонепроницаемым, что позволяет сохранять дорогу в нормальном состоянии во «влажные» времена года;
• обрабатывать глинистые, а также пылеватые грунты;
• использовать тонкий слой асфальтобетона (всего 4-6 см) – обработанный грунт являетс основным несущим «мостом» дороги.

Избирательность метода

Наибольшая эффективность метода проявляется при обработке наиболее подходящего по своему составу грунта. Его рецепт таков:
• около 33% каменистого грунта;
• где-то 33% песчаного грунта;
• и 33% глинистого грунта.
При обработке такого «идеального» по составу грунта наблюдается максимальное его уплотнение и упрочнение. В любом случае, перед использованием реактивов необходимо провести лабораторный анализ грунта, подлежащего обработке.

Последовательность действий

Технологический процесс построения дорожного полотна с позиции задействованной техники выглядит так: 1. Навесной кирковщик на 40 см взрыхляет грунт.

2. Навесная камнедробилка перерабатывает такой же слой старого грунта и щебня.

3. Передвижная цистерна с поливочным модулем-дозатором вносит полифилизатор ПГСЖ-1 на глубину обработанного грунта.

4. Фрезерная установка – ресайклер перемешивает, увлажненный полифилизатором грунт.

5. Поливочная машина увлажняет взрыхленный грунт до 18% влажности.

6. Бункер-распределитель равномерно вносит 60% от всего объема второго компонента - полифилизатора ПГСП-3 на ту же 40-сантиметровую глубину.

7. Ресайклер перемешивает слой грунта с полифилизаторами глубиной 40 см.
8. Виброкаток кулачковый уплотняет грунт.

9. Бункер распределитель вносит оставшиеся 40 % объема ПГСП-3 на глубину 15 см.
10. Ресайклер перемешивает теперь уже 15 см толщи грунта.
11. Виброкаток уплотняет, ему помогает каток гладковальцовый.

12. Грейдер корректирует профиль дороги.

13. Битумная поливочная станция разливает слой эмульсии.

14. Асфальтоукладчик «стелет» полотно асфальтобетона, которое уплотняют гладковальцовые многотонные катки.

15. Окончательная разметка полотна придаст ему черты настоящей автодороги.

Как альтернативный вариант может быть использована технология смешивания грунта с полифилизаторами на стационарном оборудовании и транспортировка его в полностью готовом к трамбовке виде к месту укладки дороги. Еще одна альтернатива – использование многофункциональной комбинированной техники.

(Фрезерная камнедробилка с обогащением грунта полифилизаторами)

(Принцип действия установки)

(Суть комбинированного процесса)

(Дорожный комбайн)

(Подключение цистерны с жидкой эмульсией к комбайну)

Из ограничивающих производственный процесс обстоятельств, следует выделить два основных:
• атмосферные осадки (дождь, снег);
• низкую температуру воздуха – менее +4оС.
Обращая внимание на экологическую безопасность, следует заметить, что негативные моменты влияния на окружающую среду минимизированы еще на стадии разработки химических реагентов.

Итак!..

Метод химической полифилизации позволяет получить качественную дорогу с прочным «несущим» основанием фактически на любой поверхности. Затраты на этот процесс минимальные относительно прочих способов обустройства дорог, а эффективность и надежность дорожного покрытия высоки.

Такая технология может быть использована даже для обустройства дорог в болотистой местности, при постройке временных технологических дорог. Она успешно «приживается» в строительстве не только автомобильных, но и железнодорожных полотен, обустройстве парковочных и складских площадок, организации искусственных водоемов, постройке взлетно-посадочных полос и площадок. Метод полифилизации используется для контроля эрозии почв и в производстве некоторых стройматериалов.