Введение к работе
Актуальность темы. Проблема развития и укрепления внутрирегиональных и межрегиональных связей в области транспорта и коммуникаций является весьма актуальной для многих государств, в частности для Узбекистана. В Республике начата работа по реконструкции существующих и строительству новых международных автомобильных дорог, соединяющих страны региона ЭСКАТО ООН. Только по программе возрождения Великого шёлкового пути, которая осуществляется при поддержке ПРООН/ ЮНКТЛД, протяжённостью более 11000 км объём земляных работ составляет более сотни млн. куб. м. Это, в свою очередь, требует научно-обоснованного подхода по обеспечению прочности, устойчивости и бесперебойной работы возводимых транспортных' сооружений.
При проектировании дорожных одежд, в настоящее время расчётные характеристики грунтового слоя земляного полотна из лессовых фунтов принимаются по нормативным документам / например ВСП 46-83/, составленным для глинистых грунтов, что является приближением с существенными допуше-
' ПИЯМИ.
Известно, что лессовый грунт в составе земляного полотна имеет совершенно другую структуру, отличающуюся от состояния его природного залегания. Это отличие главным образом зависит от технологии возведения грунтового слоя и условия водно-теплового режима, что до настоящего времени остается малоизученным. Поэтому расчётные характеристики рабочего слоя в основании дорожных одежд, в отдельных случаях, значительно отличаются от значений рекомендуемых действующими нормами, что является недостаточно надежным и экономически не целесообразным.
Целью работы является разработка научно-обоснованной методики и,на ігх основе, практических рекомендаций по определению расчётных значений показателей механических свойств рабочего слоя земляного полотна автомобильных дорог из лёссовых грунтов, с учетом особенностей технологии их сооружения и эксплуатации под влиянием водно-теплового режима в условиях засушливой зоны.
Методика выполнения исследований и достоверность полученных результатов. В работе использованы аналитико-экспериментальные методы. За основу общей методики исследований принято определение механизма формирования уплотненных лёссовых фунтов в зависимости от их влажности, способа и технологии их уплотнения. В качестве теоретических предпосылок использованы предложенные представления о структурообразовании уплотненного фунтового массива и движение капиллярной воды на этом массиве. Для обеспечения достоверности полученных результатов автором были проведены многочисленные эксперименты в лабораторных и натурных условиях.
_ 4 _
Кратность экспериментов в каждом конкретном случае обусловлена необходимостью получения достаточно достоверных результатов. Для исследования ряда вопросов разработаны и применены частные методики. При этом использованы как стандартные, так и вновь созданные автором приборы и оборудование.
Научная новизна работы заключается в следующем:
создана основа для выделения лёссовых грунтов в самостоятельную группу при конструировании земляного полотна и проектировании дорожных одежд;
изучены особенности и даны объяснения механизму формирования физико-механических свойств рабочего слоя из лёссовых грунтов применительно к условиям их работы в насыпях автомобильных дорог;
впервые выявлено влияние технологии сооружения земляного полотна и водно-теплового режима на свойства уплотненного лессового грунта (при прочих равных условиях в момент испытания) и изучены закономерности, связанные с этими факторами;
предложена модель (расчётная схема) рабочего слоя земляного полотна из лёссовых грунтов, позволяющая определить их расчётные характеристики с учетом технологии сооружения и водно-теплового режима;
на основе экспериментально-теоретических исследований предложены эмпирические зависимости, позволяющие назначить параметры уплотнения лёссовых грунтов-и пути их достижения;
предложена методика для уточнения и изменения конструкций дорожных одежд при использовании в земляном полотне лессов в засушливой зоне.
Практическая ценность заключается в:
разработке практической методики определения расчётных значений плотности, влажности и механических свойств рабочего слоя из лёссового грунта в условиях засушливой зоны при его увлажнении снизу капиллярной водой;
разработке рекомендаций по технологии сооружения рабочего слоя из лёссовых грунтов с влажностью ниже оптимальной, без их доувлажнения при сооружении земляного полотна автомобильных дорог в условиях засушливой зоны;
разработке рекомендаций по технологии доувлажнения лёссовых грунтов в карьере или резерве до требуемой степени влажности в условиях засушливой зоны;
обосновании путей совершенствования конструкций дорожных одежд при использовании в земляном полотне лессов в условиях засушливой зоны и в обеспечении возможности более эффективного использования механических свойств уплотненных лёссовых грунтов.
В результате создана методика расчета, проектирования и строительство земляного полотна автомобильных дорог, возводимых из лессовых грунтов,
— ь _
имеющее крупное народно-хозяйственное значение.
Реализация результатов работы. Результаты проведенных исследований внедрены по плану внедрения новой техники концерна "Узавтойул" Республики Узбекистан с 1987 г. на ряде построенных и реконструируемых автомобильных дорог.
Результаты работы вошли в часть учебника "Строительство автомобильных дорог" под редакцией Некрасова В. К. (1980 г.) и книги "Основы инженерной геологии и механики грунтов" Маслова-Н.Н. (1982 г.), "КЛІК, 2.05.02-95. Автомобил йуллари", "KMKJ 2.05.11-95. Жамоа хужалик, кдшілок хужалик ташкилотлари ва корхоналаридаги ички хужалик автомобил йуллари",»К.МК, 3.06.03-95. Автомобил йуллари», "Методические рекомендации по сооружению земляного полотна автомобильных дорог из ірунтов повышенной влажности", "Методические рекомендации по уточнению норм плотности глинистых грунтов насыпей автомобильных дорог в различных региональных условиях", "Методические рекомендации по сооружению насыпей автомобильных дорог с использованием недоувлажненных грунтов в 1V-V дорожно-климатических зонах", «Рекомендации по технологии уплотнения грунтов ВИН Учкудукскоіо аэропорта»,"Узбекистон шароитида лёссимон тупроклардан автомобил йули пойини кулай тузилмасини лойихалашта дойр цулланма", "Узбекистан шароитида йул пойи ва тушамасини мустахкам ва кулай тузилмасини лойихалашга дойр услубий к.улланма", "Узбекистон шароитида лёссимон грунтлардан ибо-рат автомобил йули пойининг мъёрий характеристикаларини белгилашга дойр услубий кулланма".
Работа проводилась в соответствии с научно-технической программой Минтрансстроя (1981-1990 гг.) и плана НИР Минавтодора (1987г) и ГКНТ Республики Узбекистан (1991-1998 гг.).
Апробация работы. 1. Диссертационная работа в целом обсуждена на научных семенарах: ИМиСС АН РУз (1994г.), МАДИ (1991г., 1994г.), ТАДИ(1993г., 1997г.), СамГАСИ (1994г.), СоюздорНИЩ 1995).
2. Отдельные результаты диссертации доложены на Сессии ЭСКАТО при ООН (Ашгабад, 1988г.), на республиканских конференциях (Балашиха, 1988 г.; Душанбе, 1983 г., Киев, 1979 г.; Ленинград, 1990 г.; Москва, 1989 г.; Суздаль, 1990 г.; Ташкент, 1983, 1992, 1996 гг.), на ежегодных научно-технических конференциях МАДИ (1975-1978, 1987-1990 гг.), МГУ (1990 г.),ТАДИ (1979-1984, 1991-1998 гг.), ТИИИМСХ (1993 г.), представлены в докладе на XVII Международном дорожном конгрессе (Сидней, 1983 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 42 работы, в том числе 1 брошюра, 12 статей в периодических научных журналах, получено 2 авторских свидетельства, ряд результатов изложешв 10 нормативно-технических документах, написано 17 научно-технических отчетов общим объемом свыше 52 авторских листов.
Объем работы. Диссертация написана на русском языке, состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы, включающего
172 наименований (из них 18 на иностранных языках). Текст изложен на страницах с 61 рисунком и 41 таблицей.
Автор благодарит профессоров В.Д.Казарновского и Г.Х.Хожметова за их советы и консультации, оказанные при написании данной диссертации. А также автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность руководству Концерна «Узавтойул», ТАДИ и сотрудникам факультета «Автомобильные дороги», оказавших помощь при проведении нолевых экспериментальных исследований в различных дорогах Узбекистана и в подготовке диссертации.
