Введение к работе
Актуальность темы. Транспортное освоение лесных массивов связано со строительством автомобильных дорог. В настоящее время особое внимание необходимо уделять современным материалам и технологиям с целью обеспечения круглогодичного безопасного движения лесовозных автопоездов на лесовозных автодорогах. Одним из наиболее перспективных материалов для строительства дорожных покрытий является щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА), который обеспечивает высокий коэффициент сцепления с колесом автомобиля, высокое сопротивление постоянной деформации, долговечность, и снижение расходов на обслуживание. Особенностью структуры ЩМА является наличие щебеночного каркаса, в котором все пустоты между щебнем заполнены смесью битума с дробленым песком, минеральным порошком и стабилизирующей добавкой. Большой интерес представляет исследование возможности использования в составе смеси добавки отсевов дробления известняковых (ОДИ) пород, которые в РМЭ имеются в большом количестве, взамен отсевов дробления изверженных пород, минерального порошка и стабилизирующей добавки. Применение ЩМА с ОДИ в покрытиях лесовозных дорог может обеспечить необходимое качество, долговечность дороги и снизить себестоимость строительства. Это может решить проблему утилизации отходов дробления известняков и улучшить экологическую обстановку в регионе.
Цель работы. Разработка составов, технологии приготовления и укладки щебеночно-мастичного асфальтобетона с отсевами дробления известняков в покрытиях лесовозных дорог.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является конструкция лесовозной автомобильной дороги. Предметами исследования являются щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и отсевы дробления известняковых пород.
Методы исследования. Математическая статистика, теория планирования эксперимента, испытание строительных материалов, микрофотографирование структуры. Прикладные программные пакеты MS Exel, MS Word, Corel Draw 13, Photoshop CS3, Plaxis 3d tunnel.
Научная новизна заключается в разработке щебеночно-мастичных асфальтобетонов для покрытий лесовозных автомобильных дорог повышенной теплоустойчивости:
- методика определения структуры ЩМА с заменой компонентов (стабилизирующей добавки, дробленого песка изверженных пород и минерального порошка) отсевами дробления известняков;
результаты испытаний физико-механических свойств с оценкой количественных и качественных показателей ЩМА с ОДИ в лабораторных и производственных условиях;
методика и результаты экспериментов, отличающихся установлением температурной устойчивости ЩМА с ОДИ;
особенности технологий производства и укладки ЩМА с ОДИ с обоснованием коэффициента запаса на уплотнение, продолжительности перемешивания и уплотнения и норм расхода материала.
Научные положения и результаты, выносимые на защиту:
Методика определения области рационального состава смеси и формирование структуры ЩМА с ОДИ.
Результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств ЩМА различных составов в виде регрессионных зависимостей, дающие возможность находить прочностные характеристики и показатель водонасыщения.
Методика и результаты экспериментов по установлению температурной устойчивости ЩМА, позволяющие прогнозировать долговечность покрытий лесовозных автомобильных дорог в наиболее жаркий период года.
Технологии производства ЩМА с ОДИ и строительства покрытия лесовозной дороги.
Научная и практическая значимость. Научная значимость заключается в разработке методики структурообразования с учетом физико-химических процессов на разделах фаз мелкодисперсной части ЩМА с ОДИ и полученных регрессионных зависимостей процентного содержания битума и удельного давления при уплотнении.
Практическая значимость состоит в разработке технологий производства и укладки ЩМА с ОДИ в покрытие лесовозной автодороги. При внедрении результатов исследований ЩМА с ОДИ для покрытий лесовозных дорог увеличивается срок службы, уменьшаются капитальные вложения на содержание, и снижается себестоимость строительства лесовозных дорог.
Достоверность результатов исследований. Достоверность исследований подтверждается современными методами планирования эксперимента, статистической обработкой полученных результатов с подтверждением ее достоверности и апробацией в производственных условиях.
Личное участие автора в получении результатов. Под его руководством проводились исследования: дорожно-строительных материалов, разработка составов ЩМА с ОДИ и предложены особенности тех-
нологии строительства покрытий. Автором произведены обработка данных, анализ и обобщение результатов исследований.
Реализация результатов исследования. Результаты исследования внедрены при капитальном ремонте покрытия на автомобильной дороге Йошкар-Ола - Козьмодемьянск - Чебоксары. Экономический эффект составил, в ценах 2010 г., 335 руб/т и 612 т. руб/км. Результаты исследований внедрены в учебный процесс МарГТУ по специальности 270205 «Автомобильные дороги» при дипломном проектировании.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на научно-технических конференциях Марийского государственного технического университета (Йошкар-Ола, 2006...2010), III всероссийской научной конференции «Современные проблемы науки и образования» (Москва, 2008), международной научно-практической конференции ассоциации исследователей асфальтобетона Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ) (Москва, 2010), на всероссийских научно-практических конференциях «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплекса» (Йошкар-Ола, 2007, 2009), международной конференции «Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность, мониторинг и технологии по адаптации» (Йошкар-Ола, 2010), международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» (Пермь, 2010).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 работах общим объемом 1,87 п.л. (авторских - 0,9 п.л.), в т.ч. три статьи - в научных журналах из них две статьи - в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ (0,5 п.л.), авторский вклад - 41 %, шесть статей - в материалах международных и всероссийских конференций (1 п.л.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы и 25 приложений. Основное содержание работы изложено на 185 стр., в том числе 84 рисунка и 34 таблицы.
