|
ДОКЛАД. ТЮМЕНЬ 2002 г.
Повышение надёжности и прочности конструкций автодорог с
применением
"Прудон-494" в условиях Западной Сибири
Управление автомобильных дорог
Тюменской области
Ассоциация "РОДОС"
ГУП ПИИ "Тюменьдорпроект"
Тезисы докладов
Научно-практического семинара
ученых и инженеров дорожных научных и
проектных организаций
Тюмень, 2002
Производимый нами "ПРУДОН-494" уже достаточно известен на российском рынке и в ряде других стран с начала 90-х годов. Она представляет собой гибкий компактный модуль, состоящий из скрепленных между собой
полимерных лент, образующих в растянутом положении пространственную ячеистую конструкцию с заданными геометрическими очертаниями и размерами. Укладку геоячеек на грунтовую поверхность производят секциями размером 6,12 х 2,43 м. Каждая ячейка в растянутом положении образует четырехугольную призму. Высота ячеек различна: от 50 мм до 200 мм. Выбор
определенного типа зависит от назначения геоячеек в определенной конструкции. Ячейки заполняются различным материалом: местным грунтом, песком различной крупности, щебнем, металлургическим шлаком и т.д., который затем уплотняется. Проведенные российскими институтами (Союздорнии, ЦНИИ Минобороны РФ, ЦНИИС, ПГУПС, Военным инженерно-техническим
Университетом) исследования показали, что пластиковые геоячейки прекрасно могут быть использованы и уже широко используются для: - армирования конструктивных слоев дорожной одежды и основания земляного полотна, особенно в сложных инженерно-геологических условиях; - защиты поверхности откосов насыпей и выемок;
- укрепления конусов мостов и путепроводов,
сооружения армогрунтовых подпорных стен; - устройства армогрунтовых обойм металлических гофрированных труб большого диаметра. Область применения объемных пластиковых "ПРУДОН-494" может быть еще значительно расширена при условии тесного сотрудничества с научными и проектными институтами и создания, наконец, нормативной базы, отвечающей
современным требованиям. Потенциальные возможности применения геопластиковых материалов в дорожном строительстве велики. Использование геопластики прежде всего в этой отрасли диктует прогрессивное изменение традиционных дорожных конструкций, обеспечивая повышенную надежность, снижение материалоемкости, а также технологичность строительства. Применение
геоячеек для укрепления конструктивных слоев и элементов дорожных сооружений особенно эффективно при строительстве как автомобильных, так и железных дорог в сложных климатических и гидро-геологических условиях, т.е. на слабых грунтах. Это дороги, в основании которых лежат болота, грунты повышенной влажности, вечномерзлые грунты и т.д.
Применение "ПРУДОН-494" начато 494 УНР со строительства 2-х опытных участков испытательной автомобильной трассы 21 НИИИ (AT) МО. На первом участке в качестве засыпки геоячеек был выбран доломитовый щебень фракции 10-20 мм общей толщиной 25 см, причём под геоячейки не устраивалась прослойка из геотекстиля. Во втором варианте в качестве засыпки геоячеек
использовался мелкий песок с модулем крупности 1,2-1,8 мм толщиной 30 см. После окончания строительства были выполнены испытания участков тягачами МЗКТ с нагрузкой на ось 16 т, с проходом на максимальной скорости и резким торможением. По результатам штамповых испытаний были изданы "Временные строительные нормы "Применение синтетических материалов при
устройстве нежестких дорожных одежд автомобильных дорог". Проведённые исследования показали, что применение синтетических материалов и объемных геоячеек наиболее эффективно на участках дорог, расположенных на слабых грунтах. При этом улучшаются условия консолидации насыпи, и обеспечивается прочность и устойчивость слоев дорожной одежды из несвязных
строительных материалов, а также повышается эксплуатационная надёжность и сроки службы дорожных покрытий. В настоящее время "ПРУДОН-494" - единственный маетериал, который в соответствии с проектными решениями лежит в основании федеральных автомобильных дорог, таких как Москва - Минск, Москва - Нижний Новгород, Урай - Советский.
Чаще
всего с проблемой укрепления слабых оснований сталкиваются в районах с неблагоприятными гидрогеологическими и климатическими условиями, в частности, в нефте- и газодобывающих районах Западной Сибири. При строительстве дорог в таких районах неизбежно приходится пересекать заболоченные участки с преобладанием водонасыщенных торфяных грунтов и сапропелей.
При
строительстве дорог, проходящих по болотам с небольшой глубиной залегания слабых грунтов, наиболее устойчивое земляное полотно возводится с использованием метода полного выторфовывания. Однако, при прохождении глубоких болот, где толщина залегания слабых грунтов велика, этот метод приводит к исключительно большим объемам земляных работ (до 80 тыс. мЗ на 1 км) и,
следовательно, значительно повышает стоимость и трудоемкость строительства. В случае возведения насыпи с частичным выторфовыванием или без выторфовывания в период эксплуатации дороги на покрытии возникает большое количество дефектов: - неравномерная осадка насыпи приводит к нарушению двускатного поперечного профиля;
- на низших и переходных типах покрытия
происходит образование колей; - на покрытиях из сборных железобетонных плит происходит смещение плит относительно друг друга и даже раскалывание плит, когда требуется их замена; - размывание откосов насыпи и т.п. Практически каждый год такие дороги требуют обязательного ремонта, заключающегося в досыпке земляного полотна, выравнивании покрытия, замене
железобетонных плит. А для этого необходимы постоянные денежные вложения. Армогрунтовые конструкции позволяют решить многие из вышеперечисленных проблем. Применение "ПРУДОН-494" значительно повышает надежность дорожных конструкций, снижает объем использования естественных зернистых материалов, дает возможность разрабатывать новые
проектные решения, компенсирует недостатки грунтов и используемых дорожно-строительных материалов, повысив их механические свойства, а в некоторых случаях - превратив их в совершенно новые типы материалов. Автомобильные дороги, построенные на основании, укрепленном геоячейками, практически не требуют ремонта в течение, как минимум, пяти лет.
В настоящее время
у нас есть достаточно весомые примеры использования геоячеек "ПРУДОН-494" при строительстве автодорог в сложных климатических и гидрогеологических условиях. Одним из наиболее перспективных направлений применения геоячеек "ПРУДОН-494" является строительство армогрунтовых подпорных стенок. Необходимость возведения таких сооружений возникает при
строительстве мостов, путепроводов и других сооружений в стесненных условиях, а также для укрепления неустойчивых крутых откосов, земляных подмываемых дамб и т.п.. Подпорные стенки применяют для увеличения крутизны откосов и сокращения объемов работ, они удерживают грунтовый массив, откос которого имеет крутизну большую, чем предельная, по условиям
устойчивости. Иногда подпорные стены служат не только для закрепления откосов, но и для проложения по ним участка автодороги, являясь основной частью насыпи. В последнее время получили широкое распространение подпорные стены из армированного грунта. Подпорные стены из армированного грунта характеризуются экономичностью и простотой возведения, причем
эффективность их возрастает с увеличением высоты. Податливость стен за счет деформативно-сти грунта делает их нечувствительными к осадкам основания. Такие подпорные стены лучше приспособлены к неравномерным осадкам, лучше компенсируют температурные и усадочные напряжения. Конструкция армогрунтовой подпорной стенки с применением "ПРУДОН-494"
представляет собой многослойную конструкцию, в которой геоячейки расположены одна над другой со смещением на расстояние, равное половине ширины ячейки. Заполнение ячеек производится, как правило, песчаным грунтом с добавлением не более 15% каменных материалов. Материал засыпки должен обладать хорошими дренирующими свойствами и иметь угол
внутреннего трения не менее 25°. Опыт строительства армогрунтовых подпорных стенок с использованием "ПРУДОН-494" значителен. Достаточно назвать такие объекты, как реконструкция III Внутреннего городского транспортного кольца на участке Автозаводский мост -Москва-Сити (ПК 364+80), строительство подпорной стенки на Кутузовской развязке (ПК78 - 80), где заказчиком
является Правительство Москвы. Выполнено также строительство подпорных стенок при реконструкции автодороги МКАД - Кашира и благоустройстве микрорайона 8Г в Митино. Примером возведения армогрунтовой конструкции может служить объект, строительство которого ведется в настоящее время на 16 км автомобильной магистрали Москва - Нижний Новгород. При проектировании
уширения подходов к реконструируемому путепроводу столкнулись с проблемой устройства устойчивой конструкции, в основании которой лежат водонасыщенные грунты. Кроме этого, уширение необходимо было выполнить в крайне стесненных условиях, т.к. рядом расположены жилые дома. Поэтому было принято следующее решение - уширяемую часть насыпи выполнить с
армированием такими материалами, как "ПРУДОН-494", нетканый геотекстильный материал "Дорнит", тканый геосинтетик SG80/80 либо Stabilenka 150/45, Tensar Mat. Применение этих материалов в комплексе дало возможность сооружения устойчивой конструкции с заложением откосов 1 : 0,5 на переувлажненных грунтах. Сейчас очень много говорится о том, что необходимо
обновление нормативов на проектирование и строительство автомобильных дорог. Появляется все больше принципиально новых материалов, конструкций, о которых в середине 80-х годов вообще не упоминалось. Эффективность внедрения новых прогрессивных технологий во многом зависит от развития нормативной базы, которая сейчас, к сожалению, значительно отстает от
практики. Применение таких материалов, как "ПРУДОН-494", дает возможность создавать дорожные конструкции с более высокими прочностными характеристиками. Особенно это касается районов со сложными условиями строительства, неблагоприятными климатическими и инженерно-геологическими условиями. При этом происходит снижение
материалоемкости за счет уменьшения толщины слоев дорожной одежды и высоты земляного полотна, что тоже немаловажно для таких районов, так как стоимость доставки дорожно-строительных материалов очень высока. Со своей стороны ОАО "494 УНР" активно участвует в международных и российских выставках, научно-практических конференциях, семинарах, сотрудничает с
проектными и научно-исследовательскими институтами транспортного строительства. Благодаря совместной работе мы смогли выпустить такую методическую литературу как: - Временные строительные нормы "Применение синтетических материалов при устройстве нежестких дорожных одежд" (26 ЦНИИ МО, г.Москва);
- Методика расчета насыпей, армированных различными
материалами (Л.И.Семендяев "Союздорнии"); - Методические рекомендации по проектированию и строительству грунтовых насыпей на торфяном основании, армированных георешетками "ПРУДОН-494", в условиях Западной Сибири (ЦНИИС г.Москва); - Стандартные проектные решения и технология усиления подбалластного слоя объемными георешетками "ПРУДОН-494" (Петербургский
Государственный Университет Путей Сообщений г. Санкт-Петербург). В настоящее время мы, обобщив опыт восьми лет выпуска и применения "ПРУДОН-494", готовим к изданию альбом, в котором мы постарались собрать все конструкции и проектные решения с использованием объемных геоячеек. Думаю, что это будет интересно не только представителям проектных и научных
организаций, но и специалистам дорожных служб, применяющим такие материалы на практике.
| 
