Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одной из причин повреждения эксплуатируемых дорожных конструкций является процесс пучинообразо-вания глинистых грунтов земляного полотна. На территории юга Западной Сибири пучинообразованию подвержены 4-5 % протяженности автомобильных дорог. Применение известных конструктивных и химических способов борьбы с пучинообразованием грунтов земляного полотна зачастую малоэффективно в глинистых грунтах с влажностью выше оптимальной и требует на время производства работ полного или частичного закрытия движения автотранспорта. В этой связи разработка технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием без закрытия движения представляется актуальной. Исследуемый способ защищен патентом РФ №2407859.
Основная идея работы заключается в нагнетании водного раствора гидроксида натрия (NaOH) с добавкой негашеной извести (СаО) через инъекторы, погруженные в земляное полотно горизонтально, что позволяет снизить пучинообразование и восстановить прочность глинистого грунта основания дорожной одежды без закрытия движения.
Объектом исследования является дорожная конструкция, подверженная процессу пучинообразования.
Предметом исследования являются составы, технологические параметры и приемы, направленные на снижение степени пучинистости и восстановление прочности глинистого грунта земляного полотна путем обработки его водным раствором гидроксида натрия и негашеной извести.
Методологическая база исследования - теоретические основы технологии дорожного строительства, системный подход, химико-физическая теория взаимодействия щелочей с глинистыми минералами, теории планирования эксперимента и вероятности.
Целью работы является повышение эффективности технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна.
Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
сформулировать теоретические предпосылки к экспериментальному исследованию технологии;
исследовать влияние составов раствора защелачивания глинистых грунтов на их пучинистость, прочностные и деформационные свойства;
оценить долговечность достигнутого эффекта снижения пучинистости грунта;
обосновать технологические параметры снижения пучинообразования глинистых грунтов управляемым защелачиванием без закрытия движения;
разработать методические рекомендации по снижению пучинообра-зования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием без закрытия движения автотранспорта с технико-экономической оценкой их эффективности.
Научная новизна состоит в экспериментальном исследовании:
влияния состава раствора защелачивания на степень морозной пучи-нистости глинистых грунтов;
долговечности достигнутого эффекта снижения пучинистости грунта;
технологических параметров и приемов снижения пучинообразова-ния глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием без закрытия движения.
Практическая значимость и реализация работы состоит в разработке методических рекомендаций по снижению пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна способом управляемого защелачивания без закрытия движения автотранспорта.
Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена сходимостью результатов лабораторных исследований со стендовым моделированием; применением современных методов исследований и инженерного оборудования, прошедшего метрологическую поверку.
На защиту вынесены:
составы раствора защелачивания, обеспечивающие требуемую степень пучинистости, восстановление прочности глинистых грунтов, долговечность достигнутого эффекта;
технологические параметры и приемы снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием без закрытия движения;
методические рекомендации по технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием.
Апробация результатов работы осуществлена на: IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (г. Омск, 20-21 мая 2009 г.); VII Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (г. Омск, 10-12 ноября 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Современные научные исследования в дорожном и строительном производстве» (г.Пермь, 19-20 мая 2011 г.); научно-производственной конференции «Применение новых тех-
нологий в строительстве и ремонте дорог и мостов» (г.Томск, 16 мая 2011
г.).
Личный вклад автора состоит в: экспериментальном исследовании влияния растворов гидроксида натрия на степень пучинистости и механические показатели глинистых грунтов, оценке долговечности достигнутого эффекта во времени; обосновании способа снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием и разработке методических рекомендаций по реализации этого способа; формулировании цели, задач и выводов.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 12 публикациях, в том числе 2 в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ, а также патенте РФ на разработанный способ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка литературы, включающего 163 наименования. Объем работы - 126 страниц, в том числе 18 таблиц, 35 рисунков и 3 приложения.
