УКРЕПЛЕНИЕ  ГРУНТОВ  КАК  СПОСОБ  ЛИКВИДАЦИИ  БЕЗДОРОЖЬЯ  В  СЕЛЬСКОЙ  МЕСТНОСТИ

Исмагилов  Амир  Ильясович

студент  4  курса,  кафедры  автомобильных  дорог  КГАСУ, 
РФ,  г.  Казань

E-mail:  innovation76@mail.ru

Гатиятуллин  Мухаммат  Хабибуллович

  научный  руководитель,  д-р  пед.  наук,  профессор  КГАСУ, 
РФ,  г.  Казань

Согласно  статистики  в  Республике  Татарстан  более  600  населенных  пунктов  не  имеют  подъездных  путей  с  твердым  покрытием,  а  во  всех  субъектах  России  таковых  более  10  тыс.  В  Татарстане  принята  программа  по  строительству  подъездных  путей,  принят  стандарт  по  геометрическим  параметрам  сельских  дорог  и  самое  главное  —  начат  поиск  путей  по  максимальному  использованию  местных  материалов  для  строительства  автомобильных  дорог.

При  строительстве  сельских  дорог  к  малонаселенным  пунктам  в  республике  Татарстан  приняли  за  основу  технологию  возведения  земляного  полотна  из  грунта  местных  грунтов  и  использование  верхнего  слоя  земполотна  после  укрепления  в  качестве  покрытия  автомобильной  дороги.

Под  укреплением  грунтов  понимают  изменение  первоначальных  свойств  природных  и  искусственных  дисперсных  грунтов  различного  состава  и  генезиса  преобразования  их  монолитный,  прочный  и  морозоустойчивый  конструктивный  слой  дорожной  одежды.

Начиная  с  60-х  годов  XIX  столетия  русские  инженеры-дорожники  считали  возможным  и  необходимым  факт  улучшения  грунтов  для  устройства  проезжей  части  грунтовых  дорог.  К  примеру,  в  работах  Е.  Головачева  излагались  способы  улучшения  грунтов  путем  уплотнения,  а  так  же  смешением  песка  и  гравия  глинистым  грунтом.  Развитие  способов  укрепления  грунтов  гранулометрическими  добавками  получили  дальнейшее  развитие  в  работах  профессора  Г.Д.  Дубелера.  Дальнейшее  развитие  методы  укрепления  грунтов  нашли  в  исследовательских  работах  Н.Н.  Иванова,  В.В.  Охотина,  П.А.  Заклатчинского,  М.М.  Филатова,  В.М.  Безрук,  С.А.  Морозова,  В.В.  Аскалопова,  Р.А.  Агаповой,  Г.Н.  Асматулаева.  А.Б.  Васильева,  Н.В.  Горелышева  и  многих  других.

С  30-х  годов  внедрялись  в  практику  дорожного  строительства  различные  методы  укрепления  грунтов  добавками  органических  (битум,  деготь)  и  неорганических  (известь,  портландцемент  и  др.)  вяжущих  материалов.  Диапазон  используемых  вяжущих  материалов  расширился  и  расширяется:  битумные  эмульсии,  шламы,  силикаты  и  современные  материалы  для  укрепления  грунтов.

За  рубежом  цементно-грунтовые  технологии  берут  свое  начало  так  же  с  первой  половины  XX  века.  Уже  в  20-е  годы  в  США  проселочные  дороги  делали  с  цементогрунтовым  покрытием.  Данный  метод  широкое  применение  нашло  в  Англии,  Бельгии,  Голландии,  Франции  и  Германии.  В  80-х  годах  прошлого  столетия  в  Германии  ежегодно  около  1  млн.  тн.  Цемента  расходовалось  на  стабилизацию  грунтов  на  севере  страны  при  строительстве  проселочных  дорог,  портовых  сооружений,  складов. 

В  настоящее  время  в  России  эксплуатируется  более  30  тыс.  км  дорог,  где  применены  укрепленные  грунты  (в  большинстве  цементогрунты)  для  оснований  и  покрытий  дорожных  одежд.

Преимущества  укрепления  грунта:

• позволяет  использовать  имеющийся  грунт,  который  нельзя  использовать  без  предварительной  обработки;
• отпадает  необходимость  в  затратах  на  удаление  неподходящего  грунта,  поскольку  не  нужно  его  заменять;
• не  нужно  нести  расходов  на  вывоз  старого  грунта  и  ввоз  на  строительную  площадку  новых,  более  дорогих  материалов;
• сокращаются  затраты  благодаря  процессу  смешивания  на  месте;
• сокращается  общее  время  строительства,  что  дает  возможность  быстрее  открывать  дороги  и  дорожные  полотна  для  проезда.

Метод  может  быть  применен  и  в  других  случаях  для  повышения  расчетных  параметров  земляного  полотна  и  улучшения  условий  строительства  дорожных  одежд  [1].

Укрепление  грунта  верхней  части  земляного  полотна  позволит  обеспечить  величину  его  расчетного  модуля  упругости,  равную  400,  600,  800  кгс/см²,  независимо  от  расчетной  влажности  грунта.  Расчетная  влажность  грунта  земляного  полотна  уменьшается  на  0,05  W_т  [3].

При  укреплении  верхней  части  земляного  полотна  целесообразно  и  все  остальные  конструктивные  слои  дорожной  одежды  выполнять  из  укрепленных  материалов.  В  этом  случае  расчетная  влажность  грунта  земляного  полотна  уменьшается  на  0,1  W_т.  (Если  основание  из  асфальтобетона  укладывают  на  укрепленный  слой  грунта  земляного  полотна,  то  расчетная  влажность  последнего  может  быть  уменьшена  на  0,15  W_т)  [3].

В  качестве  вяжущих  материалов  можно  применять  разнообразные  цементы  не  ниже  марки  «50»,  гашеная  известь  не  ниже  III  сорта  и  активные  золы  уноса  с  содержанием  свободных  CaO  +  MgO  не  менее  7  %  [3].

Тип  и  объем  связующих  материалов  зависит  от  типа  грунта,  размера  (гранулированности)  частиц,  содержания  влаги  в  грунте  и  от  спецификаций  устойчивости  дороги  под  нагрузкой,  определенных  в  требованиях  по  строительству.  Например,  проект  для  дороги  местного  значения,  которая  используется  не  слишком  интенсивно,  будет  отличаться  от  проекта  магистральной  дороги.  Как  уже  говорилось  выше,  выбор  связующих  материалов  зависит  от  типа  грунта  и  требований  проектной  документации.  Количество  связующего  материала  вычисляется  с  помощью  анализа  грунта,  его  гранулированности  и  содержания  влаги.  Примерные  расчетные  данные:  известь  вносится  из  расчета  до  8  %  к  объему  грунта,  цемент  —  из  расчета  до  10  %  к  объему  [3].

В  республике  Татарстан  практикуется  укрепление  грунтов  цементом,  эмульсией,  известью,  полимербитумными  добавками,  битумными  шламами  и  большим  количеством  отечественных  и  зарубежных  добавок.  Но  учитывая  состояние  грунтов,  предпочтение  отдается  цементу,  извести.  Такие  дороги,  как  подъезд  к  населенным  пунктам  Петровское,  Маевка  с  покрытием  укрепленного  грунта  цементом  проявили  себя  технически  удобными,  прочными  и  долговечными.  Ежегодно  в  Татарстане  строятся,  подвергаются  реконструкции,  капитальному  ремонту  более  50  км  дорог  с  основанием  из  укрепленного  грунта  и  вводятся  дороги  протяженностью  свыше  15  км  грунтоцементным  покрытием.  Дорожники  республики  считают,  что  это  реальный  путь  сокращения  сроков  соединения  населенных  пунктов  с  дорогами  с  твердым  покрытием. 

Дорожными  организациями  республики  Татарстан  приобретены  более  10  ресайклеров  фирмы  Wirtgen,  пневматические,  комбинированные  катки  Hamm  и  другая  импортная  дорожная  технология. 

Учитывая  погодно–климатические  условия,  характеристики  грунтов  в  республике  применяется  следующая  технология  укрепления  грунтов:

• возведение  земляного  полотна  с  уплотнениями  и  профилированием  поверхности;
• первый  проход  ресайклера  W-2400  с  измельчением  верхнего  слоя  грунта  на  глубину  25÷30  см  (при  необходимости  грунт  увлажняется);
• профилирование  и  прикатка  грунта;
• распределение  вяжущего  на  поверхности  земляного  полотна  цементовозом;
• второй  проход  ресайклера  со  смешением  грунта  с  вяжущим  (цементом);
• профилирование  и  уплотнение  грунта  пневматическими  виброкатками  и  тяжелыми  катками;
• уход  за  покрытием.

На  дорогах  II—IV  категории  укрепленный  слой  используется  в  качестве  основания,  а  на  сельских  дорогах  и  на  подъездных  к  малым  населенным  пунктам  как  покрытие  автомобильной  дороги.  Как  показывает  практика,  данные  конструкции  не  уступают  по  транспортно-эксплуатационным  характеристикам  конструкциям  из  дорогостоящих  материалов.

Список  литературы:

1. Баловнев  В.И.,  Хмара  Л.А.  Интенсификация  земляных  работ  в  дорожном  строительстве  М.:  Транспорт,  1983.  —  181  с.
2. ГОСТ  23558-94.  Смеси  щебеночно-гравийно-песчаные  и  грунты,  обработанные  неорганическими  вяжущими  материалами  для  дорожного  и  аэродромного  строительства.  Технические  условия.  Госстандарт  России:  Москва  1994.  —  15  с.
3. Методические  рекомендации  по  укреплении  грунтов  верхней  части  земляного  полотна  неорганическими  вяжущими.  Союздорнии,:  М.,  1977.  —  19  с.
4. СП  34.13330.2012  Автомобильные  дороги.  Госстрой  России.:  ЦИТП  Госстроя  РФ,  2012.  —  106  с.
5. Строительство  и  реконструкция  автомобильных  дорог.  Справочная  энциклопедия  дорожника.  Том  I  /  под  редакцией  А.П.  Васильева.  —  М.:  Информавтодор,  2005.  —  456  с.