Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время дорожное строительство в России приближается к современному мировому уровню в строительной отрасли. Одно из актуальных направлений – это строительство дорожных насыпей на слабых грунтах. Внедрение в практику новых технологий строительства дорог с применением альтернативных материалов позволит усовершенствовать конструктивно-технологические решения дорожных насыпей.
Применение альтернативных материалов, таких как пенополистирол и пенобетон, в комбинированной дорожной насыпи технически и экономически выгодно, они обладают достаточно большой долговечностью, что подтверждается международным опытом.
В российской практике, к сожалению, пока нет опыта внедрения таких современных технологий, так же нет методического и нормативного указания и руководства по расчету и проектированию насыпей на слабом грунте с применением, например, пенополистирольных блоков (EPS – блоков - Ekspandirovanny Penopolistirolny Blocks - экспандированные пенополистирольные блоки). Однако Франция, Германия, Япония, Норвегия (с 1972г.), Великобритания работают в этом направлении; в США существует руководство с общим описанием принципов расчета и проектирования облегченных насыпей из EPS – блоков.
Внедрение в практику технологии строительства комбинированной дорожной насыпи позволит обеспечить устойчивость насыпи, придать ей дополнительную жесткость, исключить вероятность возникновения гидростатического всплытия, а также предотвратить ряд негативных явлений, таких горючесть материалов, вандализм, что позволит усовершенствовать технологические процессы и упростить дальнейшую эксплуатацию. Преимущества от такого внедрения позволят продлить сроки эксплуатации дорожной насыпи.
Целью диссертационной работы является совершенствование конструктивно-технологических решений комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением EPS – блоков и пенобетона.
Поставленная цель достигается посредством решения следующих задач:
– анализ отечественного и зарубежного опыта строительства на слабых грунтах,
– предложение подходов и методов совершенствования строительства облегченных дорожных насыпей,
– выполнение теоретических и практических исследований по применению легких материалов в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах,
– совершенствование технологии строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS – блоков и пенобетона,
– разработка конструктивных инженерных элементов комбинированной дорожной насыпи.
Объект исследования. В качестве объекта исследования выбраны существующие технологии строительства дорожных насыпей на слабых грунтах.
Предметом исследования является технология строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS – блоков и пенобетона.
Научная новизна заключается в следующем:
1. Решение технологических задач по укреплению слабых оснований посредством современной технологии строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS- блоков и пенобетона.
2. Решение конструктивных задач по применению в конструкции комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах EPS – блоков и пенобетона, а также задач по разработке конструктивных способов крепления инженерных конструкций комбинированной насыпи.
3. Определение рационального объема и пропорций легких материалов в комбинированной насыпи из EPS – блоков и пенобетона.
4. Разработка технологических методов для внутренней и внешней устойчивости комбинированной насыпи на слабых грунтах, а также по гидростатическому всплытию.
5. Разработка алгоритма расчета комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением легких материалов, а также методик расчета устойчивости по напряжениям (стабильности) и осадки насыпи и на сопротивление гидростатическому всплытию.
Практическая значимость результатов заключается во внедрении технологии в современное строительство дорожных насыпей на слабых грунта, что позволит решить многие задачи и исключить проблемы, возникающие как в период строительства, так и в период эксплуатации; в возведении легкой конструкции, что проведет к уменьшению нагрузки на слабое грунтовое основание. Включение в конструкцию пенобетона обеспечивает устойчивость, дополнительную жесткость и безопасность конструкции, исключая риск возникновения гидростатического всплытия. Применение технологических методов для внутренней и внешней устойчивости комбинированной насыпи на слабых грунтах направлено на проведение мероприятий, исключающих или предупреждающих негативные факторы разрушения насыпи.
Достоверность результатов исследований подтверждается с зарубежным опытом строительства дорожных насыпей на слабых грунтах с применением только EPS - блоков, применением технологии строительства дорожной насыпи из EPS – блоков при реконструкции Приморского шоссе, расчетами и исследованиями.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты анализа существующих технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах;
- технология строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS – блоков и пенобетона;
- рекомендации по применению EPS – блоков и пенобетона в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах.
- рациональные объемы и пропорции легких материалов в комбинированной насыпи;
- специфика технологических работ по строительству комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS – блоков и пенобетона;
- конструктивные схемы креплений инженерных конструкций в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах;
- обоснование устойчивости насыпи против гидростатического всплытия;
- сравнение технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах: производительность работ, сроки консолидации, экономическая эффективность.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 5-ти международных научно-технических конференциях СПбГАСУ, на IX – X Международных научно-практических конференциях «Организация безопасности дорожного движения в крупных городах», на заседаниях научно-технических Советов и профильных комитетах Правительства г.Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 15 научных работах, в том числе в трех статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, по теме диссертации получено 4 патента на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 140 страницах, в 11 таблицах, на 60 иллюстрациях, в 13 приложениях.
