автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Формирование защитных слоев железнодорожного земляного полотна с применением щебеночно-песчаных смесей

На правах рукописи

Козлов Андрей Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ ЗАЩИТНЫХ СЛОЕВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЩЕБЕНОЧНО-ПЕСЧАНЫХ СМЕСЕЙ

Специальность 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

иил77158

003177158

На правах рукописи

Козлов Андрей Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ ЗАЩИТНЫХ СЛОЕВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЩЕБЕНОЧНО-ПЕСЧАНЫХ СМЕСЕЙ

Специальность 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС).

Научный руководитель Доктор технических наук

Цернант Александр Альфредович

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор

Луцкий Святослав Яковлевич

Кандидат технических наук Леманский Андрей Петрович

Ведущая организация Открытое акционерное общество «Мосгипротранс»

Защита состоится «21» декабря 2007 года, в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 303 018 01 при «Научно-исследовательском институте транспортного строительства» по адресу 129329, г Москва, ул Кольская, д 1, ОАО ЦНИИС

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО ЦНИИС Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан 21 ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

с,

Ж.А. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение высокого качества земляного полотна (ЗП) является ключевой задачей при строительстве и реконструкции автомобильных и железных дорог, аэродромов и оснований сооружений Сооружение дорожного земляного полотна относится к ресурсоемким видам работ На его долю приходится около 80% объемов земляных работ в строительстве железных дорог Проблема заключается в необходимости разрешения диалектического противоречия между возрастающей потребностью в высококачественных материалах для сооружения земляного полотна и нарастающим дефицитом кондиционных дренирующих фунтов и качественного щебня Поэтому поиск новых и совершенствование известных конструктивно-технологических решений по земляному полотну, позволяющих расширить область применения местных некондиционных грунтов, является одной из актуальных научно-технических задач в области строительства железных дорог Диссертация посвящена исследованию одного из эффективных решений проблемы повышения качества и долговечности земляного полотна — применению защитных слоев из гранулированных щебеночно-песчаных (песчано-гравийных) смесей, в том числе, с устройством объемных геосинтетических решеток

Цель работы заключается в разработке методики проектирования и технологии формирования защитных слоев в рабочей зоне земляного полотна и комплексной технологии усиления основной площадки и рабочей зоны земляного полотна на основе применения песчаных и щебеночно-песчаных смесей заданного механического состава, в том числе, в композитных конструкциях с объемными геосинтетическими решетками

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи

1 На основе экспериментальных и расчетно-теоретических исследований обосновать критерии оценки гранулометрических характеристик щебеночно-песчаных и песчано-гравийных смесей для устройства защитных слоев,

2 Разработать методику подбора гранулометрического состава щебеночно-песчаных смесей, а также оптимального состава песка для достижения заданных физико-механических свойств,

3 Выполнить натурные экспериментальные исследования эффективности усиления железнодорожных насыпей с селективным размещением грунтов в земляном полотне,

4 Разработать метод и технологию изменения составов зернистых грунтов для использования их в защитных слоях земляного полотна, в том числе и для заполнения ячеек объемных георешеток,

Объект исследования. Конструктивные элементы земляного полотна из щебеночно-песчаных и песчано-гравийных смесей, размещаемые в качестве защитных слоев в рабочей зоне грунтового массива земляного полотна, в том числе с применением объемных георешеток

Предмет исследования. Влияние зернового состава на деформируемость' зернистых грунтов и технологии создания таких смесей, то есть состав, после-

довательность и режимы выполнения технологических операций при устройстве защитных слоев с применением зерновых смесей в железнодорожном земляном полотне

Методические предпосылки Решение поставленных задач базируется на системном анализе объекта исследования, анализе известных методов оценки качества зернового состава грунтовых смесей и деформативных свойств усиленного защитными слоями грунтового массива земляного полотна, статистической обработке результатов лабораторных и натурных экспериментов, проведении опытного строительства на экспериментальном полигоне и внедрении результатов исследования при проектировании и строительстве реального объекта на эксплуатируемой железнодорожной линии, системном обобщении результатов исследования с разработкой рекомендаций и оценкой экономической эффективности результатов исследования

Научная новизна.

1 Экспериментально выявлены закономерности изменения максимальной плотности при стандартном уплотнении в зависимости от гранулометрических характеристик песков и песчано-щебеночных смесей,

2 Установлены критерии оценки и границы области варьирования размерами частиц грунта при поиске оптимального гранулометрического состава заполнителя в зависимости от геометрических размеров защитных слоев и ячеек объемных георешеток,

3 Обоснованы области применения известных методик оценки качества неоднородных зерновых смесей и определения общего модуля деформации усиленного защитными слоями грунтового массива земляного полотна,

4 Разработана в соавторстве и внедрена при строительстве железнодорожной линии 1-й категории новая конструкция (патент РФ на полезную модель RU № 59637 U1) и технология сооружения композитной армогрунтовой конструкции насыпи на подходе к мосту,

5 Разработана и применена новая ресурсосберегающая технология приготовления оптимальных щебеночно-песчаных смесей при устройстве защитных слоев непосредственно на строительной площадке

Практическое значение и внедрение результатов исследования:

Разработанные методика подбора оптимального зернового состава песча-но-гравийных и песчано-щебеночных смесей при устройстве защитных слоев в железнодорожном земляном полотне и технология изготовления этих смесей непосредственно на строительной площадке позволяют получить заданный модуль деформации земляного полотна при новом строительстве и реконструкции эксплуатируемого железнодорожного пути, уменьшить затраты ресурсов на повышение качества земляного полотна, повысить безопасность движения за счет повышения прочности, устойчивости и стабильности земляного полотна

Реализация работы Результаты исследований внедрены при строительстве III пути экспериментального кольца ВНИИЖТа на ст Щербинка Московской ж д и при сооружении земляного полотна на подходе к мосту через р Тысья на 237 км участка Рязань-Кустаревка Московской ж д

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались и были обсуждены на

1-ой научно-методической конференции аспирантов и соискателей ОАО ЦНИИС «Совершенствование конструкций транспортных сооружений для экстремальных условий», ЦНИИС, 2003г ,

Научно-практической конференции «Неделя науки - 2005 «Наука транспорту», МИЙТ, апрель 2005г,

2-ой научно-методической конференции "Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна и искусственных сооружений", МИИТ, 22-23 ноября 2005г

4-ой Научно-технической конференции "Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути", МИИТ, 7-8 ноября 2007г Публикации. Результаты исследований опубликованы в 12 научных статьях и докладах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 172 наименований, из них 14 на иностранных языках Общий объем диссертации 215 страниц машинописного текста, 126 рисунков, 87 таблиц

Автор выражает искреннюю благодарность коллективу и лично руководителю лаборатории земляного полотна и верхнего строения пути ОАО ЦНИИС к т н С Г Жорняку за содействие и ведущему научному сотруднику ВНИИЖТа к т н П Г Пешкову за консультации при выполнении исследований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение. Изложена проблемная ситуация и обоснована актуальность задач исследования

ПЕРВАЯ ГЛАВА посвящена анализу современного состояния вопроса и постановке задач исследования.

Обзор и обобщение ранее выполненных исследований по выявлению зависимости дефектов (болезней) земляного полотна от качества грунтов, размещаемых в конструкции, показал, что наиболее технологичным и доступным способом обеспечения высокого качества земляного полотна является использование кондиционных (соответствующих действующим техническим нормам) грунтов При отсутствии или дефиците таких грунтов применяют различные технологии улучшения физико-механических свойств некондиционных грунтов, а также различные способы усиления конструкции земляного полотна. Реализация соответствующих конструктивно-технологических решений осуществляется в технологическом процессе, включающим разработку, перемещение, укладку и улучшение грунта, а также устройство (при необходимости) дополнительных конструктивных элементов в виде прослоек и обойм из геосинтетических материалов, выполняющих функции армирования, дренирования, экранирования, демпфирования и другие функции по регулированию напряженно-деформированного состояния и температурно-влажностного режимов грунтового массива

Особенностью технологии сооружения земляного полотна с применением некондиционных грунтов является то, что она включает операции формирования из грунтового сырья строительного материала с заданными свойствами и селективное размещение этого материала в виде защитных (распределительных или морозозащитных) слоев или призм в грунтовом массиве

Наиболее доступным способом улучшения свойств некондиционных местных грунтов является их уплотнение и послойное перемешивание с различными вяжущими или с песком, гравием, щебнем Таким способом формируются защитные и распределительные слои или призмы в грунтовом массиве земляного полотна с требуемыми физико-механическими характеристиками грунта

Конструкции земляного полотна, включающие элементы усиления из модифицированного грунта и геосинтетических материалов называются композитными Однако в действующих нормах и методических документах отсутствуют четкие указания по подбору составов и технологии формирования защитных слоев из гранулированных грунтовых смесей при возведении композитных конструкций железнодорожных насыпей Не установлены рациональные геометрические размеры распределительных слоев и размеров частиц применяемого грунта-заполнителя по условию достижения требуемого модуля деформации системы «грунт-георешетка»

Восполнение этого пробела является основной целью исследования Проблемы уплотнения насыпных грунтов изучали многие специалисты В М Безрук, А К Бируля, Ю М Васильев, М Н Гольдштейн, В Д Казарновский, М П Костельов, Н Н Маслов, JI Т Роман, А Я Тулаев, Н Я Хархута, Л Форссблад, Г М Шахунянц, Т Г Яковлева и др Свойства намывных грунтов исследовали Б А Волнин, В А Мелентьев, Д JI Меламут и др Установленные ими закономерности формирования механических свойств грунта при возведении дорожных насыпей, а также результаты исследований Е С Ашпиза, Л С Блажко, В В Виноградова, В И Грицыка, С Г Жорняка, ГТ Г Пешкова, В П Титова, Gobel С , Lieberenz К , Richter F, и др положены в основу действующих технических норм

В то же время, получившие в последние 10-15 лет направления совершенствования методов и технологий повышения качества земляного полотна, в частности, применение защитных слоев из модифицированных грунтов, в том числе, с применением объемных георешеток, не имеют пока достаточных научно-методических обоснований Анализ работ, посвященных решению задач усиления земляного полотна, выявил наличие противоречий в выводах некоторых авторов по поводу влияния геометрии ячеек георешеток на общий модуль деформации усиленного земляного полотна и отсутствие четких рекомендаций по выбору и изготовлению оптимальных зерновых смесей для устройства защитных слоев из песчано-гравийных и щебеночно-песчаных смесей

Разрешение выявленных противоречий возможно на основе системного подхода, основанного на рассмотрении земляного полотна как многокомпонентной термодинамической системы, параметрами состояния которой можно и необходимо управлять одновременно на сопряженных микро- мезо-, и макроуровнях иерархии пространственной организации системы материал (грунт) -

конструкция (земляное полотно) - сооружение (дорога) - окружающая среда (М В Рац, 1968, М Н Гольдиггейн, 1973, А А Цернант, 1998)

Сценарии управления качеством земляного полотна включают На микроструктурном уровне - применение кондиционных материалов (грунтов, геосинтетиков, модифицирующих добавок) или их технологическую модификацию с целью доведения до необходимой кондиции

На мезоструктурном уровне - поиск таких конструктивных решений, при которых в грунтовом массиве ЗП не образуются зоны пластического деформирования и не развиваются необратимые деформации, то есть обеспечивается работа всех элементов конструкции в упругой стадии

На макроструктурном уровне - организационно-технологические решения по возведению сооружения и, при необходимости, коррекцию плана и профиля дороги и назначение защитных и регулирующих устройств, обеспечивающих наиболее благоприятные условия работы грунтового массива земляного полотна при расчетных внешних природных и техногенных (технологических и эксплуатационных) воздействиях

В отечественных нормах в качестве критерия качества принят коэффициент уплотнения, как отношение фактической плотности грунта в насыпи при определенной влажности к, так называемой, максимальной плотности при оптимальной влажности, определяемой по методу стандартного уплотнения Однако, как показали многолетние наблюдения отечественных и зарубежных специалистов, коэффициент уплотнения, особенно для конструктивных слоев повышенной жесткости, является необходимым, но не достаточным критерием качественного уплотнения Метод стандартного уплотнения не в полной мере отражает физическую сущность поведения грунтового массива под суммарным воздействием собственного веса грунта и верхнего строения пути, а также многократной повторяющейся динамической нагрузки от транспортных средств (поездов, автомобилей) Исследования зарубежных ученых выявили необходимость дополнительного контроля качества уплотнения грунтового массива пробными нагрузками путем вдавливания штампов (Австрия, Венгрия, Германия, Голландия, Норвегия, Финляндия, Франция, Швеция, Швейцария и др) или путем определения коэффициента несущей способности — числа С В Я1 (США, Франция, Япония)

Наиболее нагруженной частью конструкции земляного полотна является основная площадка, а наименее защищенной частью являются откосы насыпей и выемок Именно на этих элементах конструкции проявляются наиболее опасные повреждения (деформации) земляного полотна, угрожающие безопасности движения Основные виды деформаций основной площадки ЗП (балластные корыта, балластные ложа, балластные гнезда, балластные мешки, пучины и пучинные просадки при оттаивании) обусловлены либо недостаточной механической прочностью грунта, либо отсутствием эффективного водоотвода Деформации откосов (сдвиги, оползни, обрушения, размывы) обусловлены также не-

' Californication Bearing Ratio

достаточной механической прочностью грунта при его увлажнении или при непосредственном воздействии водных потоков

Задача заключается в том, чтобы не допускать опасных деформаций основной площадки и откосов насыпей и выемок земляного полотна при эксплуатационных нагрузках и при воздействии природных потенциальных и массовых сил

Далее рассмотрены конструктивно-технологические решения по повышению стабильности основной площадки земляного полотна за счет устройства защитного слоя (с применением армирующих элементов из геосинтетических материалов и без них), в том числе, на участках примыкания к искусственным сооружениям Рассмотрены характеристики деформируемости в качестве критериев качества уплотнения конструктивных слоев земляного полотна, а также способы их определения в полевых условиях Интегральным критерием качества земляного полотна является приведенный модуль деформации (Е), который, в свою очередь, зависит от плотности грунта (р) Сформулированы цели и задачи исследования

ВТОРАЯ ГЛАВА В первом разделе второй главы рассматриваются модели структуры зернистого грунта при различной упаковке его частиц. Дается анализ рабочих гипотез о зависимости пористости грунта от крупности его частиц

Во втором разделе гранулометрический состав (ГС) грунта позиционируется не только как показатель, определяющий класс грунта и его однородность, но и как критерий достижения возможной плотности, и, следовательно, прогнозирования значений модуля деформации Представлен краткий обзор характеристик гранулометрического состава зернистых грунтов диаметров частиц, меньше (больше) которых содержится определенное количество в процентах по массе, а также и их соотношений, получивших определение как коэффициентов неоднородности Оценивается влияние гранулометрических показателей на механические свойства грунта

Установлено, что параметр с16о, особенно при рассмотрении разнозерни-стых грунтов, нельзя считать определяющим показателем зернового состава, так как кривая неоднородности за пределами 60% может резко меняться Поэтому, более информативным некоторые авторы (Юфин А П , Фадеев П И, Лысенко МП и др) считают и рекомендуют принимать не <160, а с190 Соответственно, коэффициент неоднородности определяют следующим образом

{1}

/о

Также установлено, что наиболее информативным показателем, описывающим гранулометрический состав (ГС) грунта, является модуль крупности

М _ Дг 5 + 25 + Аш + Ди15 + 4>16 |2|

' 100 11 где ^2,5, ^1,25, Лобз> Лип, ^016 — полные остатки на сите с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и на ситах с сетками № 1,25, 063,0315,016, % (ГОСТ 8735-88*)

В третьем разделе главы сформулирована и решена тестовая задача получения оптимального состава песка из условия достижения требуемой прочности и деформативности земляного полотна.

В пределах малой выборки для тестовой задачи была получена предварительная зависимость максимальной плотности грунта при стандартном уплотнении, являющейся аналогом прочности и деформативности, от модуля крупности:

А/ п,ах = 0,089 ■ Мк +1,622 (Я1 = 0,83) {3 }

где К2- коэффициент надежности аппроксимации (квадрат коэффициента корреляции)

На втором этапе, аппроксимацией данных получена система двухфактор-ных уравнений регрессии:

Л шах = 1,60 + 0,06 • Л/„ + 0,03 • с. ' Кф >-3,45 + 3,98- -0,2-Л<01

Установлены регрессионные зависимости характерных диаметров от модуля крупности {5} (коэффициенты корреляции г , = 0,975; г , = 0,962;

г , =0,928). Полученные данные позволяют сделать вывод о существовании

Мк'а90

близких к линейным зависимостей. По вычисленным диаметрам частиц построены гранулометрические кривые для песков однородного и неоднородного состава (рис. 1).

{4}

ГЙ?50 = 0,326 -МК -0,144 ¿60 = 0,439-Л/, -0,243 -0,834

{5}

— о— неоднородный, Си = 4-й-Однородный, Си = 2

Рис. 1. Графики расчетных составов песков по 4 точкам для рцтах = 1,85 г/см3.

Идеи разделов 2.2 и 2.3 получили подтверждение в разделе 2.4 на основе большого числа опытов (количество значений в выборках 338 + 464).

В результате анализа данных получены следующие эмпирические зависимости (в диапазоне 0,30 <МК< 4,0; С„ < 5) медианного диаметра 050 {6}, контролирующего диаметра <360 {7}, максимальной плотности {8}, пористости п {9} и коэффициента пористости е {10} при макс, плотности от модуля крупности Мк\ ¿ы = 0Д-ехро,72М'

¿60=ОД.ехР°'78«-

= °Л4-1пМ +1,73

п =

6,67 -19

19

1пМ„ + 12,34

{6} {7} {8}

{9}

{10}

Поскольку, для классификации грунтов используют ГОСТ 25100, согласно которому группу грунта определяют по их гранулометрическому составу, выполненному по ГОСТ 12536-79, модуль крупности (ГОСТ 8735) не является удобным показателем. Для упрощения процедуры прогнозирования плотности песков вводится понятие интегральной крупности Ик. и = Л>ю + А5 + Аг_+ А, + Л05» +АШ + +

100 "1} где А>ю, А$, Аг, А\, А050, Аои, Аою - полные остатки на ситах с круглыми отверстиями диаметром 10, 5, 2 мм и на ситах с сетками размером 1,0; 0,50; 0,25; 0,10 мм.

Полученная зависимость имеет вид

Р^=0,25-1пЯ,+1,51. {12}

Зависимости {6}, {7} представлены на рис.2, зависимости между интегральной крупностью Ик. и диаметрами частиц грунта ¿/50 и с160 представлены на рис. 3. Зависимость максимальной плотности при стандартном уплотнении от модуля крупности Мк и от интегральной крупности Ик. - см. рис. 4.

а)

1.00 0.80

| 0,60

1П 0,40 "О

0,20

б)

00 0,50 1.00 1,50 2,00 2,50 3,00

модуль крупности Мк

0,50 1,00 1.50 2,00 2.50

модуль крупности Мк

у = 0|0961в°'72,Вх

Рис. 2. Зависимость между: а) медианным диаметром частиц песка ¿50 и модулем его крупности; б) контролирующим диаметром с!т и модулем крупности.

интегральная крупность Ик интегральная крупность И к

Рис. 3. Зависимость между: а) медианным диаметром частиц песка (¡¡о и интегральной крупностью; б) контролирующим диаметром (1бо и интегральной крупностью.

Формулы {8, 12} мало применимы для оценки плотности грунтов, если коэффициент неоднородности их гранулометрического состава более С„ > 5, т.к. в этом случае существенно возрастает влияние неоднородности на плотность

грунта. Вводится понятие интегрального показателя неоднородности и, учитывающего интегральную крупность и коэффициент неоднородности, определяемый по формуле {1}:

и = Ик-\пК90/ . {13}

/ю

На основе выборки из 524 значений получены окончательные формулы для прогнозирования максимальной плотности грунтов: = 0Н4-1П1/ +1,54 (при и <\2) и«. =0,02-1/+ 1,66 (при и >12) * '

б)

-i

СО% <

- . -!

2.00 2.50 3.00 3.50 Ч. Интегральная крупность, И,

Модуль крупности, Мк

Рис. 4. Зависимость между максимальной стандартной плотностью и крупностью песка: а) для рассева по ГОСТ 8735-88 (модуль крупности); б) для рассева по ГОСТ 12539-79 (интегральная крупность)

ТРЕТЬЯ ГЛАВА. Описаны экспериментальные исследования, направленные на снижение деформативности основной площадки земляного полотна. В первом разделе представлен обзор грунтовых смесей, подобранных по принципу наибольшей плотности, которые применяют в транспортном строительстве (Безрук В.М., Иванов H.H.), также нормированные составы (ГОСТ 25607-94 и зарубежные данные). Во втором разделе рассматриваются зернистые смеси различного гранулометрического состава с позиции возможного применения в качестве материала защитного слоя земляного полотна и заполнителя объемных георешеток. Состав смесей подобран из условия постепенного увеличения коэффициента неоднородности их ГС (от с„ = 8 до С„ = 64) при различных величинах действующего диаметра: ¿|0=0,05мм, ¿,„=0,10 мм, ¿]0 = 0,20мм и dw = 0,30 мм. Проанализированы параметры гранулометрического состава смесей и прогнозируемая максимальная плотность в сравнении с плотностью, полученной опытным путем. Установлено, что наибольшую плотность имеют

смеси, отвечающие значениям Ик > 5,5 и Кю/ >90.

/10

Третий раздел посвящен экспериментальным исследованиям с целью определения характеристик деформируемости в различных грунтовых сооружениях; изучению возможности применения конструкций из объемных геосинтетических материалов для повышения несущей способности и уменьшения деформативности земляного полотна, слабых оснований, а также оценка эффективности их использования для усиления основания пути и оснований дорож-

ных одежд. Эксперименты проводились как в лабораторных условиях, так и на объектах строительства и на стенде (рис. 5, 6).

Установлено, что для качественного уплотнения крупнообломочных грунтов число проходов катка по одному следу составляет 30 - 40 раз (качество уплотнения оценивалось по величине динамического модуля деформации Evd). Увеличение числа проходов тяжелого катка (16 т) с 20 до 40 по одному следу положительно сказывается на однородности контролируемого показателя - модуля деформации при динамическом нагружении Eyd : стандартное отклонение s(Evä) уменьшается в 2,3 раза, а коэффициент вариации V(Evd) - в 2,8 раза.

На стенде выполнены сравнительные определения статического и динамического модуля деформации фракций щебня, армированного объемной георешеткой и без армирования. Уплотнение производилось мини-катком массой 0,7 т. Установлено:

• Общий динамический модуль деформации щебня фр. 20-40 мм на грунтовом основании, уплотненного 12-30 проходами мини-катка, в целом на 2 - 8% ниже в сравнении со щебнем фр. 5-20 мм в ячейках Geoweb® (см. рис. 7). Максимальное значение общего модуля деформации щебня фр. 20-40 мм на грунтовом основании в 1,5 раза ниже соответствующего значения для щебня фр. 5-20 мм: 28,1 МПа против 41,0 МПа, _

Рис. 5. Общий вид грунтового лотка с уложенной и Рис. 6. Общий вид установки для проведения стати-засыпанной щебнем георешеткой ческих штамповых испытаний

• Среднее значение динамического модуля деформации насыпного щебня на грунте на 30% выше в сравнении с модулем деформации насыпного щебня в ячейках георешетки. Снижение модуля деформации щебня в ячейках Сео\уеЬ® объясняется увеличением общей пористости, обусловленное влиянием стенок ячеек георешетки.

• После уплотнения 30 проходами мини-катка средний модуль деформации при первом нагружении Е^ на 30-35% выше у щебня фр. 5-20 мм на грунтовом основании, чем у щебня фр. 20-40 мм и у щебня фр. 5-20 мм

в Сео\уеЬ®. Средний модуль деформации при втором нагружении у щебня фр. 5-20 мм как в ячейках георешетки, так и на грунтовом основании одинаков - 54 МПа, что на 35% выше модуля деформации щебня фр. 20-40 мм -= 40 МПа.

а)

-С—Точка 1 -<^Точ1Я2 -Л-Точка 3 Точка4

Рис. 7. Зависимость общего динамического модуля деформации от числа проходов мини-катка (в правом столбце показана аппроксимация экспериментальных данных линейной функцией):

а) гранитного щебня фр. 5-20 мм в ячейках георешетки Оео\уеЬ Ь = 15 см на грунтовом основании;

б) слой щебня фр. 5-20 мм Ь = 15 см на грунтовом основании;

в) слой щебня фр. 20-40 мм И = 15 см на грунтовом основании.

• Таким образом, средний модуль деформации щебня фр. 5-20 мм, армированного объемной георешеткой, оказался идентичным неармированному щебню той же фракции, а в ряде случаев и ниже. Увеличение числа проходов мини-катка не сказывается положительно на величине модуля деформации, как армированного щебня, так и без применения георешетки.

Определена максимальная фракция грунта-заполнителя ячеек объемных георешеток, в зависимости от размеров ячейки.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА. Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям на натурном объекте - стендовом пути по хорде экспериментального кольца ВНИИЖТ на ст. Щербинка Московской ж.д.

В первом разделе главы приведены сведения об объекте строительства.

Во втором разделе изложены особенности конструкции земляного полотна основного экспериментального участка (ПК 15+00 - ПК 24+50) с предложенным автором селективным размещением связных и зернистых грунтов в рабочей зоне и в защитных слоях (6 различных конструкций 377- рис. 8). Основание ЗП на всем протяжении сложено суглинками полутвердой и тугопластичной консистенции (/¿<0,50), искусственно уплотненными до плотности

р.>0.95р~ W, <0,35 /. <0.50

р.->0.95р- W. <0,35 L <0,50

2.15 г/куб. 1 ¡есчано-щебеночная cMecii

0,04 0,04 j

суглинок или песок 1. <0,25 р.->0,98р-

W,<0,35__P.°4 °.°4.

W, <0,35 I. <0,50

- область цементации гравелистого песка

Рис. 8. Варианты конструкций насыпи на III пути экспериментального кольца ВНИИЖТ (ст. Щербинка Московской ж.д.): а) опытный участок №1; 6) опытные участки №2, №5 и №6, в) опытный участок №¡3; г) опытный участок №4.

р.>0.95р_ W, <0.35

1. <0,50

_ проект, бр

Опытные участки характеризуется следующими грунтами

• участок №1 (ПК 24+50 - ПК 21+00) с высотой ЗП рабочей зоны 1,4 м из однородного песка карьера "Купавна"

• участок №2 (ПК 21+00 - ПК 19 +50), с защитным слоем из гравели-стого песка карьера "Подгорное" (Икша) Толщина защитного слоя на участке №2 составляет 1,4 м Степень уплотнения гравелистого песка составляет не менее 100% в верхней зоне (0,70 м) и не менее 98% в нижней зоне (0,70-1,40 м)

• участок №3 (ПК 19 +50 - IIK 18+00) с защитным слоем из гравелистого песка карьера "Подгорное" (Икша), уплотненного до плотности pâ > 1,00 pimn в верхней зоне (0,70 м) и не менее 0,98 pJma в нижней зоне (0,70 -1,40 м) Мощность защитного слоя составляет 1,4 м Верхняя часть защитного слоя цементируется на глубину 0,20 м портландцементом марки 400-500

• участок №4 (ПК 18+00 - ПК 17+00) с защитным слоем из смеси песка и фракций щебня размером 5-20 и 20-40 мм

• участки №5 (ПК 17+00 - ПК 16+00) и №6 (ПК 16+00 - ПК 15+00) сооружены с уменьшенной толщиной защитного слоя (0,7 и 0,4 м), где допускается сезонное промерзание среднепучинистых грунтов основания Защитный слой выполнен из песка средней крупности карьера "Орешкинский"

В третьем разделе описана технология сооружения ЗП опытных участков В четвертом разделе выполнено сравнение расчетных и экспериментальных значений деформационных характеристик основания пути в послепостроечный период и в процессе его эксплуатации Установлено, что

1 Средняя расчетная величина условной упругой деформации у на участке №4 с применением в защитном слое щебеночно-песчаной смеси ниже в 1,7 раза, чем на участке №1 с защитным слоем из песка мелкого и средней крупности карьера "Купавна", в 1,4 раза, чем на участке №2 с защитным слоем из гравелистого песка, в 1,3 раза, чем на участке №3

2 На участках №5 и №6 (с уменьшенной толщиной защитного слоя) расчетная упругая деформация превышает 3,0 мм, и больше, чем на участке №4 в 1,9 и 2,1 раза соответственно

3 Модуль деформации смеси защитного слоя составляет 70 МПа, что на 40% выше модуля деформации для песков средней крупности и крупных (СНиП 2 02 01-83*)

4 При сопоставлении значений модуля прогиба от динамической нагрузки Е^ по каждому опытному участку после того, как было пропущено 420 млн брутто тонн поездной нагрузки выяснилось

S на участке №2 с защитным слоем из гравелистого песка величина Е^, в среднем, на 31% выше по сравнению с той же величиной, полученной на участке №1, где защитный слой выполнен из мелкого песка

S наибольшим модулем деформации от динамической нагрузки отметился участок №4 с защитным слоем из ЩПС, где среднее значение Еы оказалось на 61% выше по сравнению с динамическим модулем деформации песка

карьера "Купавна" (участок №1) и на 23% выше среднего значения Е^ защитного слоя из гравелистого песка.

средние значения модуля деформации при динамическом нагруже-нии (за исключением экстремальных значений) защитного слоя на всех участках оказались выше 50 МПа , в т.ч. при ЗС из гравелистого песка - на 33%, при ЗС из ЩПС - на 46%.

5. Лучшим материалом для устройства защитного слоя может быть признана щебеночно-песчаная смесь из условия достижения наибольших значений плотности и модуля деформации. Толщина слоя щебеночно-песчаной смеси в защитном слое может быть уменьшена за счет использования песка, при соответствующем расчетном обосновании.

ПЯТАЯ ГЛАВА. В пятой главе отражены вопросы, связанные с реконструкцией земляного полотна Московской ж.д. на участке Рязань - Кустаревка (237 км). Описаны новая конструкция армогрунтовой насыпи на подходе к мосту через р. Тысья (рис. 9, 10) и конструкция защитного слоя земляного полотна (рис. 11). Рассмотрены технологические вопросы, отражающие процесс возведения армогрунтовых конструкций, приготовления щебеночно-песчаной смеси и отсыпки защитного слоя земляного полотна.

Объемная георешетка о5 типа Сеом?еЬ ——^ =пп

Плоская георешетка РоНгас

Рис. 9. Верхняя часть армогрунтовой конструкции земляного полотна на подходе к мосту

гранитный щебень фр. 20-40 мм

Рис. 10. Схема устройства геокомпозитных ярусов между закрылками устоя.

1 Еч& = 50 МПа - нормируемый модуль на уровне основной площадки для основных магистральных железнодорожных линий Германии.

1 - балластная призма; 2 -верхняя часть защитного слоя из щебеночно-песчаной сме-

§ си; 3 - нижняя часть защит-

Ч ного слоя из песка; 4 - земляное полотно.

Рис. 11. Схема конструкции защитного слоя насыпи.

При устройстве защитного слоя из ЩПС подобранного состава средние значения динамического модуля деформации составили Е^ - 60-70 МПа {Е^Лтах = 100 МПа), что на 50 - 100% выше по сравнению со значениями среднего динамического модуля деформации защитного слоя из песка1 (Е^ =35-40 МПа). Статическими штамповыми испытаниями защитного слоя из ЩПС установлено, что средние значения модуля деформации при первом нагруже-нии Еу1 составляют 100 МПа, а значения модуля деформации при втором на-гружении Е„2 превышает величину 140 МПа1. Модуль деформации смеси Ел, армированной объемной георешеткой, оказался выше по сравнению с неарми-рованной смесью на 20 - 40%. Плотность скелета смеси в защитном слое при соблюдении условия влажности и режима уплотнения превышала величину 2,10 г/смъ и достигала значений 2,18 - 2,20 г/см .

Весной и летом 2007 г. на локальных пикетах (ПК 2358, ПК 2359, ПК 2361), где конструкция защитного слоя земляного полотна из глинистых грунтов не предусматривалась, были замечены выплески грунта земляного полотна, а также выход балластного мешка на откос ЗП в районе ПК 2359. На участках дороги с защитным слоем деформаций не выявлено.

ШЕСТАЯ ГЛАВА представляет собой методику формирования оптимального механического состава грунтов для устройства защитных слоев в рабочей зоне земляного полотна, включая комплексную технологию усиления основной площадки и рабочей зоны земляного полотна на основе применения защитных слоев из зернистых материалов с оптимизированным гранулометрическим составом (см. рис. 12). Методика разработана на основе статистического анализа и обобщения результатов лабораторных испытаний грунтов (гл. 2, 3), стендовых испытаний (гл. 3) и экспериментальных данных, полученных на реальных объектах строительства (гл. 4, 5). Технологические аспекты, вошедшие в методику, отработаны на опытных участках и применены на объектах строительства (Экспериментальное кольцо ВНИИЖТ на ст. Щербинка Московской ж.д.; подход к мосту через р. Тысья на 237 км участка Рязань - Кустаревка Московской ж.д.) - главы 3, 4, 5.

1 При коэффициенте уплотнения Ку ~ 0,98.

2 В железнодорожных нормах Германии для новых высокоскоростных линий заложена величина модуля деформации на уровне верхней отметки защитного слоя £У2 = 120 МПа,

= 50 МПа.

МЕТОДИКА

формирования грунтового массива композитного земляного полотна с устройством защитных слоев из щебеночно-песчаных смесей

ОБЪЕКТ Иерархия структуры ПРОЕКТИРОВАНИЕ (Процессы) СТРОИТЕЛЬСТВО (Технологические операции)

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО Макроструктура (сооружение) Определяют минимально необходимую величину общего модуая деформации земляного полотна, обеспечивающую требуемые потребительские свойства железнодорожного пути по условиям безопасности движения и экономичности эксплуатации (технико-эксплуатационные требования) Формируют проектные продольные и поперечные профили грунтового массива земляного полотна Контролируемые параметры геометрия, общий модуль деформации рабочей зоны земляного полотна

Мезо-структура (Защитные слои) Проектируют композитную конструкцию земляного полотна с размещением в рабочей зоне грунтового массива защитных слоев из фракционированных щебеночно-песчаных смесей, в том числе, с применением геосинтетических материалов Итерационным расчетом определяют минимально необходимую величину локального модуля деформации защитного слоя (при многослойной конструкции защитного слоя — для каждой прослойки) по условиям обеспечения прочности, устойчивости и стабильности земляного полотна Формируют в грунтовом массиве защитные слои из оптимизированных щебеночно-песчаных смесей с селективным размещением их в грунтом массиве земляного полотна Укладывают геосинтетические материалы Контролируемые параметры геометрия, коэффициент уплотнения в каждом конструктивном слое, локальный модуль деформации (для каждого слоя)

Микроструктура (Грунтовые смеси) С использованием предложенных зависимостей определяют требуемый для обеспечения заданного модуля деформации защитного слоя зерновой состав щебеночно-песчаных смесей в соответствии с интегральным показателем неоднородности ГС и (интегральная крупность Ик + коэффициент неоднородности #90,10) и назначают состав, последовательность и режимы выполнения технологических операций по формированию защитного слоя из фракционированных смесей и укладке геосинтетических материалов при возведении земляного полотна Формируют щебеночно-песчаную смесь заданного зернового состава Контролируемые параметры грану 1 ом етрический состав компонентов смеси, расход материалов, технологические операций по приготовлению смеси

Селективное размещение в грунтовом массиве композитного земляного поютна грунтов и геосинтетических материалов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ (Процессы) СТРОИТЕЛЬСТВО (Технологические операции)

Рис 12 Методика выработки, принятия и реализации технических решений

В соответствии с эмпирическими зависимостями, приведенными автором во второй главе разработан алгоритм определения плотности песков и ЩПС (ПГС) по гранулометрическому составу (рис 13)

Начало

-Г

Гранулометрический состав

Рис 13 Алгоритм процесса определения плотности песка или ПГС (ЩПС) в зависимости от исходного ГС

Получены зависимости модуля деформации песков при максимальной стандартной плотности от их крупности {15, 16}

£ = 37,27 1п Ик + 2,73 {15}

£ = 19,70 1пЛ/ +35,15 {16}

С учетом неоднородности гранулометрического состава, статический модуль деформации песков и ПГС при А',,,,, <18 и Ик< 4,4 может быть найден по номо-

/ю

грамме - рис 14 а Модуль деформации смесей при >4,4 и АТ90 >18 опреде-

10

ляется по эмпирическим формулам автора {17, 18} или по номограмме (рис 14 б)

£ = 6,61 и - 59,42 {17}

£ = 322,91 р,тж- 589,89 {18}

Параметр неоднородности К Коэффициент неоднородности К

Рис. 14. Номограммы для определения модуля деформации песков, ПГС и ЩПС при максимальной плотности в зависимости от параметра неоднородности гранулометрического состава Кчопо и интегральной крупности Ик\ а) при Л90/10 < 18 и Ик<4,4; б) Л90/10 > 18 и Ик>4,4;

На основании проведенных исследований рекомендуется принять основным критерием качества уплотнения грунта земляного полотна и защитного слоя -модуль деформации [Е] в соответствии с таблицей.

Таблица

Ранжирование грунта в зависимости от его крупности Е, МП а Группа грунта

и> 28 >2,20 >120 наилучший

25 < и <28 2,15-2,20 >100 очень хороший

22 < и < 25 2,10-2,15 >80 хороший

18 < 1/ <22 2,02-2,10 |>60 благоприятный

12<и <18 1,90-2,02 надежный

и< 12 И. > 3,4 1,82-1,90 >50 приемлемый

2,8 <ИК< 3,4 1,75- 1,82 >40 возможный

2,0 < Я„ < 2,8 1,68-1,75 >30 неблагоприятный

Ищ < 2,0 <1,68 <30 крайне неблагоприятный

Разработаны алгоритмы получения оптимизированных составов песков (рис 14) и гцебеночно-песчаных (песчано-гравийных) смесей (рис 15)

Рис 14 Алгоритм нахождения левой границы проектируемого гранулометрического состава песка из условия его крупности

Рис 15 Алгоритм процесса подбора состава оптимизированной смеси из условия достижения заданного модуля деформации

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬ ТА ТЫ РАБОТЫ

1 Анализ зарубежного и отечественного опыта показал, что наиболее технологичным и эффективным способом усиления земляного полотна является устройство в рабочей зоне грунтового массива распределительных и защитных слоев из песчано-щебеночных смесей оптимального зернового состава Критерием качества усиления земляного полотна защитными слоями является общий модуль деформации, а качество уплотненных грунтовых смесей в защитных слоях определяется по значениям коэффициента уплотнения и локального модуля деформации [я]

2 На основе статистического обобщения результатов исследований уплотняемости песчаных грунтов и песчано-щебеночных смесей предложен новый критерий для оценки качества песчано-щебеночных смесей — интегральный показатель неоднородности и Установлено, что для защитного слоя наиболее применимы смеси с интегральным показателем неоднородности и > 25, имеющие плотность >2,15 г/см3 При этом установлено, что интегральная крупность смеси Щм должна превышать величину 5,5, а ее коэффициент неоднородности Кг,„, > 90

/10

3 Оптимальный режим уплотнения щебеночного слоя достигается за 30 - 40 проходов катка, динамический модуль деформации насыпного слоя из щебня гранитных пород, толщиной Ь = 0,6 м, мало зависит от его крупности в диапазоне фракций от 5 до 70 мм, средний модуль деформации щебня фр 520 мм, армированного объемной георешеткой, идентичен неармированному щебню той же фракции, щебень при длительных динамических воздействиях в ячейках георешетки разуплотняется меньше, чем без применения георешетки

4 Сравнение шести различных конструкций защитного слоя насыпей, запроектированных и сооруженных на экспериментальном кольце ВНИИЖТа на ст Щербинка Московской ж д , показало, что оптимальным материалом для защитного слоя является щебеночно-песчаная смесь с содержанием щебня фракций 2-40мм 60-70% В целях экономии щебня, конструкцию защитного слоя целесообразно принимать двухслойную, в нижней части из песка

5 Разработана и построена новая (патент РФ на полезную модель 1Ш № 59637 Ш) армогрунтовая конструкция насыпи подхода к мосту через р Тысья на 237 км Московской ж д (участок Рязань - Кустаревка), а также двухслойная конструкция защитного слоя земляного полотна Динамический модуль деформации смеси верхней части защитного слоя на 50 - 100% выше по сравнению с нижней частью защитного слоя из песка Среднее значения статического модуля деформации при первом нагружении Ел составляет 100 МПа, а при втором нагружении - 140 МПа Армирование объемной георешеткой защитного слоя из песчано-щебеночной смеси увеличивает модуль деформации в среднем на 30 - 40%

6 Разработана комплексная методика усиления основной площадки за счет применения в подбалластном основании защитного слоя из песчано-

щебеночных смесей Уточнена методика усиления основания пути при подготовке его к пропуску пассажирских поездов с повышенными скоростями

7 Способ прогнозирования механических свойств материалов по гранулометрическому составу унифицирован как для стандарта ГОСТ 12536-79, так и для ГОСТ 8735-88 Определены минимальные требуемые значения модуля деформации материалов защитного слоя (или земляного полотна) в зависимости от их крупности и неоднородности состава

8 Разработаны алгоритмы определения границ оптимальных составов песков для нижней части защитного слоя и для приготовления смеси и подбора оптимального состава щебеночно-песчаной смеси для верхней части защитного слоя

9 Разработана и применена новая ресурсосберегающая технология приготовления оптимальных щебеночно-песчаных смесей при устройстве защитных слоев непосредственно на строительной площадке

10 Разработанные методика подбора оптимального зернового состава песчано-гравийных и песчано-щебеночных смесей при устройстве защитных слоев в железнодорожном земляном полотне и технология изготовления этих смесей непосредственно на строительной площадке позволяют повысить общий модуль деформации земляного полотна при новом строительстве и реконструкции эксплуатируемого железнодорожного пути, уменьшить затраты ресурсов на повышение качества земляного полотна, повысить безопасность движения за счет повышения прочности, устойчивости и стабильности земляного полотна

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ

РАБОТАХ

1 Ткачевский И Д , Козлов А В Оптимизация гранулометрического состава одноразмерных песков // «Транспортное строительство» №2 - 2003 - Стр 13 -14

2 Козлов А В Сравнение вариантов конструкций защитного слоя земляного полотна при сооружении пути на хорде экспериментального кольца ВНИИЖТа // Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2005 «Наука -транспорту» - М МИИТ, 2005

3 Козлов А В Сооружение защитного слоя земляного полотна из щебеночно-песчаной смеси на опытном участке экспериментального кольца ВНИИЖТа на ст Щербинка Московской железной дороги // Научные труды ОАО ЦНИИС Вып 228 Юбилейный Часть 2 - М, ОАО ЦНИИС, 2005 -Стр 44-56

4 Козлов А В Сравнительная оценка гранулометрических характеристик и их влияние на механические свойства грунта // Научные труды ОАО ЦНИИС Вып 228 Юбилейный Часть 2 - М , ОАО ЦНИИС, 2005 - Стр 57 - 64

5 Жорняк С Г , Козлов А В , Новиков А Г Конструкция армогрунтовой железнодорожной насыпи на подходе к мосту через р Тысья // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна и искусственных сооружений Вторая науч -техн конф с междунар участием

(г Москва, 22-23 нояб 2005 г ) труды / ОАО «Рос желез дороги», Москов гос ун-т путей сообщения (МИИТ) -М,2005 Стр 132-133 6 Козлов А В , Пешков П Г Конструкция защитного слоя на 237 км участка Рязань - Кустаревка Московской ж д // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна и искусственных сооружений Вторая науч -техн конф с междунар участием (г Москва, 22-23 нояб 2005 г ) труды / ОАО «Рос желез дороги», Москов гос ун-т путей сообщения (МИИТ) - M , 2005 Стр 141 - 143

7. Нейман А О , Полянский А В , Жорняк С Г , Ткачевский И Д, Козлов А В Регулирование процесса возведения железнодорожных насыпей // Транспорт наука, техника, управление Научно-информ сборник №4 - M, ВИНИТИ, 2005 - Стр 4 - 8

8 Белоцветова О Ю , Третьяков В В , Козлов А В Деформационные характеристики стендовой насыпи экспериментального кольца ВНИИЖТ // Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформирования Труды ВНИИЖТ M , Интекст, 2006 - Стр 58-61

9 Козлов ABO результатах исследований деформационных свойств различных грунтовых конструкций // Актуальные проблемы транспортного строительства Научные труды ОАО ЦНИИС Вып 238 - M , ОАО ЦНИИС, 2007 -Стр 83-90

10 Жорняк С Г , Канаев Е Б , Козлов А В и др Патент РФ на полезную модель RU №59637 U1 «Мост с переменной вертикальной жесткостью подходной части насыпи»

11 Речмендин M , Козлов А В , Новиков А Г Устройство насыпи с горизонтальным и вертикальным армированием земполотна // Строительная техника и технологии №1 — 2007 - Стр 48-52

12 Козлов А В К вопросу прогнозирования плотности песков по их гранулометрическому составу // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути четвертая науч -техн конф с междунар участием (г Москва, 7-8 нояб 2007 г ) труды / ОАО «Рос желез дороги», Москов гос ун-т путей сообщения (МИИТ) - M , 2007

Подписано в печать 19 11 2007 Формат 60 х 84 '/„, Объем 1,75 п л Тираж 80 экз Заказ 24

Отпечатано в тишмрафии ОАО ЦНИИС

129329, Москва, Кольская 1 Тед (495) 180-94-65

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Земляное псгото как геотехническая подсистема железнодорожного пут. Анализ характерных повреждений основной площадки земляного полота.

1.2. Критерии и методы оценки качества железнодорожного земляного полотна

1.2.1. Оценка и анализ повреждений ОПЗП с помощью системного метода.

1.2.2. Модуль деформации как критерий качества уплотнения конструктивных слоев земляного полотна.

1.2.3. Основные методы определения модуля деформации в полевых условиях.

1.3. Современные направления и методы повышения прочности, устойчивости и стабильности основной площадки земляного полотна. Анализ отечественного и зарубежного опыта.

1.3.1. Защитные слои для усиления основной площадки земляного полотна. Требования к защитному слою на железных дорогах.

1.3.2. Опыт сооружения защитных слоев земляного полотна на железных дорогах мира.

1.3.3. Зернистые материалы и геосинтетика в конструкциях переменной жесткости на подходах к искусственным сооружениям.

1.3.4. Опыт применения объемных георешегок для усиления основания пути.

ПРОБЛЕМНАЯ СИТУАЦИЯ, АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Развитие сети железных дорог является одной из важнейших экономических задач, решение которой положительно повлияет на мобилизацию ресурсов страны, увеличение занятости населения и повысит социально-экономическую значимость регионов. На железнодорожный транспорт приходится около 75 процентов всего отечественного грузооборота. Эксплуатационная длина железных дорог России по состоянию на 01.01.1998 г. составляет 86,6 тыс. км, а развернутая 125,9 тыс. км [100].

Год от года растет объем грузоперевозок, осуществляемых железнодорожным транспортом. В первом полугодии 2003 г. по сравнению с аналогичным периодом 2002 г. объем перевезенных грузов увеличился на 8% [52]. Наибольшим увеличением грузоперевозок отмечаются Забайкальская (26,0%), Сахалинская (22,5%), Куйбышевская (18,8%) и Красноярская (18,1%) ж.д. Рост грузооборота за 2004 г. составил около 8% [72]. К 2010 г., в рамках системного управления процессами перевозок, планируется повышение участковой скорости движения поездов с 39 до 42 км/ч, статической нагрузки с 58,0 до 58,5 т/ваг, среднесуточного пробега локомотива с 518 до 560 км, веса поезда с 3609 до 4008 т [77] (для сравнения, средний вес грузового поезда в 1928 г. составлял 817 т, в 1958 г. - 1972 т [147], в 1984 г. - 2955 т [148]). Уже сейчас весовые нормы грузовых поездов, следующих по крупным железнодорожным магистралям, таким как Транссиб, достигают 10 тыс. т, а в ближайшее время возрастут до 18 тыс. т [109].

На магистральных направлениях все актуальней становится проблема повышения скорости движения курсирующих подвижных составов. Развитие скоростного движения в России до 2010 г. предусматривает поэтапное повышение скоростей движения до 160-200 км/ч на полигоне протяженностью более 8 тыс. км, в том числе в ближайшей перспективе на направлениях Москва

- Санкт-Петербург, Санкт-Петербург - Бусловская, Москва - Красное, Москва

- Нижний Новгород, Москва - Ростов [38].

Обеспечение высокого качества земляного полотна (ЗП) является ключевой задачей при строительстве и реконструкции железных дорог. В то же время, сооружение земляного полотна относится к ресурсоемким видам работ. Его стоимость зависит от рельефа местности и составляет от 20 до 30% общей стоимости железной дороги [144]. На долю ЗП приходится до 80% объемов земляных работ в строительстве железных дорог [74]. Проблема заключается в необходимости разрешения диалектического противоречия между возрастающей потребностью в высококачественных материалах для сооружения земляного полотна и нарастающим дефицитом кондиционных дренирующих грунтов и качественного щебня.

Практика строительства железных дорог показала, что в ряде случаев имеют место деформации земляного полотна после ввода линий в эксплуатацию [13, 130, 154]. Воздействию механических и природных факторов в большей мере подвергаются верхние конструктивные слои, в связи с чем, рабочая зона земляного полотна должна проектироваться с учетом этих особенностей, т.е. материалы в рабочей зоне следует располагать таким образом, чтобы их прочность (или жесткость) была убывающей по глубине.

Известно, что чем выше грузонапряженность линии, чем выше скорость движения и нагрузка на оси подвижного состава, тем сложнее текущее содержание пути и больше объем выполняемых при этом работ, тем чаще возникает необходимость производить ремонты пути и тем большие затраты они вызывают. Движущийся поезд является источником вибродинамического воздействия, вызывающего пульсацию напряжений в грунтах земляного полотна, следствием чего являются процессы переупаковки частиц грунта и образование остаточных деформаций.

Поэтому поиск новых и совершенствование известных конструктивно-технологических решений по земляному полотну, позволяющих расширить область применения местных некондиционных грунтов, является одной из актуальных научно-технических задач в области строительства железных дорог. Диссертация посвящена исследованию одного из эффективных решений проблемы повышения качества и долговечности земляного полотна -применению защитных слоев из гранулированных щебеночно-песчаных (песчано-гравийных) смесей, в том числе, с устройством объемных геосинтетических решеток.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в разработке методики проектирования и технологии формирования защитных слоев в рабочей зоне земляного полотна и комплексной технологии усиления основной площадки и рабочей зоны земляного полотна на основе применения песчаных и щебеночно-песчаных смесей заданного механического состава, в том числе, в композитных конструкциях с объемными геосинтетическими решетками.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

1. На основе экспериментальных и расчетно-теоретических исследований обосновать критерии оценки гранулометрических характеристик щебеночно-песчаных и песчано-гравийных смесей для устройства защитных слоев;

2. Разработать методику подбора гранулометрического состава щебеночно-песчаных смесей, а также оптимального состава песка для достижения заданных физико-механических свойств;

3. Выполнить натурные экспериментальные исследования эффективности усиления железнодорожных насыпей с селективным размещением грунтов в земляном полотне;

4. Разработать метод и технологию изменения составов зернистых грунтов для использования их в защитных слоях земляного полотна, в том числе и для заполнения ячеек объемных георешеток.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ. Конструктивные элементы земляного полотна из щебеночно-песчаных и песчано-гравийных смесей, размещаемые в качестве защитных слоев в рабочей зоне грунтового массива земляного полотна, в том числе с применением объемных георешеток.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ. Влияние зернового состава на деформируемость зернистых грунтов и технологии создания таких смесей, то есть состав, последовательность и режимы выполнения технологических операций при устройстве защитных слоев с применением зерновых смесей в железнодорожном земляном полотне.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ. Решение поставленных задач базируется на системном анализе объекта исследования, анализе известных методов оценки качества зернового состава грунтовых смесей и деформативных свойств усиленного защитными слоями грунтового массива земляного полотна, статистической обработке результатов лабораторных и натурных экспериментов, проведении опытного строительства на экспериментальном полигоне и внедрении результатов исследования при проектировании и строительстве реального объекта на эксплуатируемой железнодорожной линии, системном обобщении результатов исследования с разработкой рекомендаций и оценкой экономической эффективности результатов исследования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Экспериментально выявлены закономерности изменения максимальной плотности при стандартном уплотнении в зависимости от гранулометрических характеристик песков и песчано-щебеночных смесей;

2. Установлены критерии оценки и границы области варьирования размерами частиц грунта при поиске оптимального гранулометрического состава заполнителя в зависимости от геометрических размеров защитных слоев и ячеек объемных георешеток;

3. Обоснованы области применения известных методик оценки качества неоднородных зерновых смесей и определения общего модуля деформации усиленного защитными слоями грунтового массива земляного полотна;

4. Разработана в соавторстве и внедрена при строительстве железнодорожной линии 1-й категории новая конструкция (патент РФ на полезную модель RU № 59637 U1) и технология сооружения композитной армогрунтовой конструкции насыпи на подходе к мосту;

5. Разработана и применена новая ресурсосберегающая технология приготовления оптимальных щебеночно-песчаных смесей при устройстве защитных слоев непосредственно на строительной площадке.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. Разработанные методика подбора оптимального зернового состава песчано-гравийных и песчано-щебеночных смесей при устройстве защитных слоев в железнодорожном земляном полотне и технология изготовления этих смесей непосредственно на строительной площадке позволяют получить заданный модуль деформации земляного полотна при новом строительстве и реконструкции эксплуатируемого железнодорожного пути, уменьшить затраты ресурсов на повышение качества земляного полотна, повысить безопасность движения за счет повышения прочности, устойчивости и стабильности земляного полотна.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований внедрены при строительстве III пути экспериментального кольца ВНИИЖТа на ст. Щербинка Московской ж.д. и при сооружении земляного полотна на подходе к мосту через р. Тысья на 237 км участка Рязань-Кустаревка Московской ж.д.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основные положения диссертации докладывались и были обсуждены на:

• 1-ой научно-методической конференции аспирантов и соискателей ОАО ЦНИИС «Совершенствование конструкций транспортных сооружений для экстремальных условий», ЦНИИС, 2003г.;

• Научно-практической конференции «Неделя науки - 2005. «Наука транспорту», МИИТ, апрель 2005г.;

• 2-ой научно-методической конференции "Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна и искусственных сооружений", МИИТ, 22-23 ноября 2005г.

• 4-ой Научно-технической конференции "Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути", МИИТ, 7-8 ноября 2007г.

ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований опубликованы в 12 научных статьях и докладах.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 172 наименований, из них 14 на иностранных языках. Общий объем диссертации: 215 страниц машинописного текста, 126 рисунков, 87 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

1. Согласно "Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года" в обозримой перспективе ожидается значительный рост объемов строительства новых и реконструкции эксплуатируемых железных дорог.

Планируемый рост скоростей движения до 140 - 160 км/ч на сети, до 300 -350 км/ч на высокоскоростных направлениях, увеличение весовой нормы поездов и осевых нагрузок при одновременном повышении требований к безопасности и комфортности движения обуславливает необходимость постоянного совершенствования методов усиления наиболее нагруженных верхних конструктивных слоев железнодорожного пути и, прежде всего, земляного полотна.

2. Анализ зарубежного и отечественного опыта показал, что наиболее технологичным и эффективным способом усиления земляного полотна является устройство в рабочей зоне грунтового массива распределительных и защитных слоев из песчано-щебеночных смесей оптимального зернового состава. Критерием качества усиления земляного полотна защитными слоями является общий модуль деформации, а качество уплотненных грунтовых смесей в защитных слоях определяется по значениям коэффициента уплотнения [^J и локального модуля деформации [.Е].

3. На основе статистического обобщения результатов исследований уплотняемости песчаных грунтов и песчано-щебеночных смесей предложен новый критерий для оценки качества песчано-щебеночных смесей - интегральный показатель неоднородности U. Установлено, что для защитного слоя наиболее применимы смеси с интегральным показателем неоднородности U >25, имеющие плотность pdma >2,15 г/см . При этом установлено, что интегральная крупность смеси И™ должна превышать величину 5,5, а ее коэффициент неоднородности Кдо/ >90.

АО

4. Оптимальный режим уплотнения щебеночного слоя достигается за 30 -40 проходов катка; динамический модуль деформации насыпного слоя из щебня гранитных пород, толщиной h = 0,6 м, мало зависит от его крупности в диапазоне фракций от 5 до 70 мм; средний модуль деформации щебня фр. 520 мм, армированного объемной георешеткой, идентичен неармированному щебню той же фракции; щебень при длительных динамических воздействиях в ячейках георешетки разуплотняется меньше, чем без применения георешетки.

5. Сравнение шести различных конструкций защитного слоя насыпей, запроектированных и сооруженных на экспериментальном кольце ВНИИЖТа на ст. Щербинка Московской ж.д., показало, что оптимальным материалом для защитного слоя является щебеночно-песчаная смесь с содержанием щебня фракций 2-40мм 60-70%. В целях экономии щебня, конструкцию защитного слоя целесообразно принимать двухслойную, в нижней части из песка. Средняя величина динамического модуля деформации слоя из ЩПС превысила 80 МПа, что на 20% выше по сравнению со слоем из гравелистого песка и на 60% выше по сравнению со слоем из мелкого песка.

6. Разработана и построена новая (патент РФ на полезную модель RU № 59637 U1) армогрунтовая конструкция насыпи подхода к мосту через р. Тысья на 237 км Московской ж.д. (участок Рязань - Кустаревка), а также двухслойная конструкция защитного слоя земляного полотна. Динамический модуль деформации смеси верхней части защитного слоя на 50 - 100% выше по сравнению с нижней частью защитного слоя из песка. Среднее значения статического модуля деформации при первом нагружении Evl составляет 100 МПа, а при втором нагружении - 140 МПа. Армирование объемной георешеткой защитного слоя из щебеночно-песчаной смеси увеличивает модуль деформации в среднем на 20 - 40%. Мониторинг насыпи в процессе эксплуатации подтвердил преимущества конструкции насыпи с защитным слоем по сравнению с конструкцией насыпи без защитного слоя.

7. Разработана комплексная методика усиления основной площадки за счет применения в подбалластном основании защитного слоя из песчано-щебеночных смесей. Уточнена методика усиления основания пути при подготовке его к пропуску пассажирских поездов с повышенными скоростями.

8. Способ прогнозирования механических свойств материалов по гранулометрическому составу унифицирован как для стандарта ГОСТХ 2536-79, так и для ГОСТ 8735-88. Определены минимальные требуемые значения модуля деформации материалов защитного слоя (или земляного полотна) в зависимости от их крупности и неоднородности состава.

9. Разработаны алгоритмы процесса определения границ оптимальных составов песков для нижней части защитного слоя и для приготовления смеси, и процесса подбора оптимального состава щебеночно-песчаной смеси для верхней части защитного слоя.

10. Разработана и применена новая ресурсосберегающая технология приготовления оптимальных щебеночно-песчаных смесей при устройстве защитных слоев непосредственно на строительной площадке.

11. Разработанные методика подбора оптимального зернового состава песчано-гравийных и щебеночно-песчаных смесей при устройстве защитных слоев в железнодорожном земляном полотне и технология изготовления этих смесей непосредственно на строительной площадке позволяют повысить общий модуль деформации земляного полотна при новом строительстве и реконструкции эксплуатируемого железнодорожного пути, уменьшить затраты ресурсов на повышение качества земляного полотна, повысить безопасность движения за счет повышения прочности, устойчивости и стабильности земляного полотна.

1. БабковВ.Ф., Андреев О.В. Проектирование и строительство автомобильных дорог. 4.1: Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 368 с.

2. Бабков В.Ф., Бируля А.К., Сиденко В.М Проходимость колесных машин по грунту М., Автотрансиздат, 1959

3. Бабков В.Ф., Некрасов В.К., Щилиянов Г. и др. Автомобильные дороги. Проектирование и строительство. М.: Транспорт, 1983. - 239 с.

4. Бардзо В.И., Осадчая JIM, Яковлев ЮМ. Оценка прочности нежестких дорожных одежд. Сборник техн. инф. по содержанию автомобильных дорог. М., Автотрансиздат, 1961. с. 26 - 32.

5. Безручко B.C., Капорцев Н.В., Каменский В.Б. Справочник дорожного мастера. М.: "Транспорт", 1975.-576 с.

6. Белоцветова О.Ю., Третьяков В.В., Козлов А.В. Деформационные характеристики стендовой насыпи экспериментального кольца ВНИИЖТ // Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформирования. Труды ВНИИЖТ. М., Интекст, 2006. Стр. 58-61.

7. БеркК., КейриП. Анализ данных с помощью Microsoft Excel. М.: Издательский дом "Вильяме", 2005.-560 с.

8. Блажко JI.C. Геоматериалы при высоких осевых нагрузках. / Путь и путевое х-во. №10 2002.

9. Блажко JLС. Напряженно-деформированное состояние рельсов в зоне укладки геоячеек. / с. 63-65.

10. Бочин В А., Вейцман МИ., Ксшкер ИЛ, Левицкий Е.Ф. Строительство автомобильных дорог. Справочник инженера-дорожника. 2-е, переработанное издание. М: Изд-во 'Транспорт", 1969.-496 с.

11. Виноградов В.В. Прогнозирование и обеспечение надежной работы железнодорожных насыпей. Дисс. насоиск. уч. ст. д.т.н. М.: МИИТ, 1991.-398 с.

12. Всшнин Б А Технология гидромеханизации в гидротехническом строительстве М JL, «Энергия», 1965

13. Временные строительные нормы. Применение синтетических материалов при устройстве нежестких дорожных одежд автомобильных дорог. 26 ЦНИИ, МО, РФ М., 1995.-44 с.

14. ВСН 205-87 Проектирование земляного полотна железных дорог из глинистых грунтов с применением геотекстиля. М., ЦНИИС, 1988

15. ВСН 46-83 "Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа"

16. Гадилев Е.О., Палькин Ю.С. Укрепление откосов земляного полотна на линии Сургут -Уренгой / Сб. науч. трудов «Сооружение железнодорожного земляного полотна» под ред. Б.И. Цвело дуба // М.: ЦНИИС, 1983,148 с.

17. Герсеванов М.Н. Основы динамики грунтовой массы. М.: ОНТИ, 1937.

18. Голубев А.И. Методы оптимизации составов сыпучих смесей на основе сферофракций. -Тверь: ТвеПИ, 1994.-60 с.

19. Голубев А.И. Научные основы оптимизации состава и макроструктуры асфальтобетонных смесей. Тверь: ТГТУ, 1995. 52 с.

20. Голубев А.И. Сыпучие системы. Методы оптимизации состава и зернистой структуры: Учебное пособие. Тверь, ТвеПИ, 1994. - 96 с.

21. Голубев А.И., Миронов В.А. Композиционные материалы и строительные конгломераты. Расчет составов композиций: Справочное пособие. Тверь, ТГТУ, 1995. - 180 с.

22. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов М., Стройиздат, 1973,375 с.

23. ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава.

24. ГОСТ 20276-99 Грушы. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.

25. ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности и оптимальной влажности.

26. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.

27. ГОСТ 25607-94 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия.

28. ГОСТ 28514-90 Строительная геотехника Определение плотности фунтов методом замещения объема.

29. ГОСТ 7392-2002 Щебень из плотных горных пород для балластного слоя железнодорожного пути. Технические условия.

30. ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.

31. ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний.

32. ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия.

33. Грицык В.И. Возможные деформации земляного полотна: Учебное иллюстрированное пособие для студентов вузов, техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. -М.: Маршрут, 2003. 64 с.

34. Дворкин Л.И., Дворкин O.JI. Многопараметрическое проектирование составов бетона / Технологии бетонов №1,2007. с. 44 - 45.

35. Динамическое зондирование грунтов (отечественный и зарубежный опыт). Сост. Хаза-нов М.И., Рубинштейн А .Я., Черняк Э.Р., Лебедев В.И. М., ПНИИИС, 1974.-40 с.

36. Дмитриев ВВ. Оптимизация лабораторных инженерно-геологических исследований. М: Недра, 1989.—184 с.

37. Доклад начальника Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «Российские железные дороги» А.А. Федотова / Железнодорожный транспорт, 2004 №12.

38. Дороги в Германии. Bundesministerium fur Verkehr (BMV), Bonn, 1995

39. Доценко А.И. Комплексная автоматизация производства асфальтобетонной смеси с учетом влияния факторов ее транспортировки, укладки и уплотнения. Автореф. дисс. на соиск. степ. д.тл. М, 2005,44 с.

40. Евгеньев И.Е., Мирошкин А.К. Определение максимальной плотности грунтов / "Автомобильные дороги" №4 1989. - с. 21 - 22.

41. Жданова С.А. Принципы обеспечения стабилизации земляного полотна в южной зоне вечной мерзлоты. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. М., 2007. 48 с.

42. Жилин И. Компьютерная утруска. Газета "Компьютерные вести", №15 - 2000.

43. Жорняк С.Г. Исследование упругих деформаций железнодорожных насыпей на болотах под нагрузкой от движущихся поездов. Дисс. на соиск. степ, к.т.н. М., 197 ,235 с.

44. Жорняк С.Г., Канаев Е.Б., Козлов А.В. и др. Патент РФ на полезную модель RU №59637 U1 «Мост с переменной вертикальной жесткостью подходной части насыпи»

45. Закиров Р.С. Предупреждение песчаных заносов железных, автомобильных дорог и ирригационных сооружений. -М., Медицина, 1983,166 с.

46. Иванов Н.Н. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд. М., Транспорт, 1973.

47. Иванов НИ, Некрасов BJC, Палосин-НиктинСМ, Коновалов СБ, Носов BIL, КоганзонМС, Яковлев ЮМ Под ред. BJC Некрасова Строительство автомобильных дорог. Т 2. -М.: Транспорт, 1980,421 с.

48. Инженерно-геологический отчет. Реконструкция моста через р. Тысья на 237 км участка Рязань-Кустаревка Московской ж.д. Рабочий проект. № 2004-3861-0-ИГ. М.: Филиал ОАО «РЖД» «Мосжелдорпроект», 2004.

49. Инструкция 5И. Исследования и улучшение структур основания пути. Бельгийские национальные железные дороги. Департамент Инфраструктуры. Издание 93.

50. Интервью первого зам. министра путей сообщения России ВН. Морозова // «РЖД Партнер», 2003 - № 8

51. Казарновский В.Д., ЛейгландИВ., Мирошкин А.К. Основы нормирования и обеспечения требуемой степени уплотнения земляного полотна автомобильных дорог. М., Союздорнии, 2002. 54 с.

52. Каменецкий Л.Б., Нагаевская О.Н., Евстратов С.А., Подопригора В.Г. Ремонт цементобетон-ных покрытий методом виброрезонансного разрушения. Новости в дорожном деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП "Информавтодор"; Вып.6. М., 2005. - 48 с.

53. Кандауров И.И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. Л.: Стройиз-дат, Ленингр. отд., 1988.-280 с.

54. Ким А.И. Использование георешеток «Прудон-494» при строительстве и реконструкции транспортных объектов. / стр. 88-92

55. Кирюхин Г.Н. Проектирование состава асфальтобетона и методы его испытаний. Автомоб. дороги и мосты: Обзорн. информ./ ФГУП "Информавтодор"; Вып.6. -М., 2005. 96 с.

56. Коганзон М.С. Эффективность применения геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог Дороги России XXI века 2003 - №2/3. - с. 62 - 65.

57. Кожобаев КА Тиксспропия, дилатансия и разжижение дисперсных грунтов. Бишкек, «Илим», 1991,—215 с.

58. Козлов А.В. О результатах исследований деформационных свойств различных грунтовых конструкций // Актуальные проблемы транспортного строительства. Научные труды ОАО ЦНИИС. Вып. 238. М., ОАО ЦНИИС, 2007. - Стр. 83 - 90.

59. Козлов А.В. Сравнение вариантов конструкций защитного слоя земляного полотна при сооружении пути на хорде экспериментального кольца ВНИИЖТа. // Труды научно-практической конференции Неделя науки 2005 «Наука - транспорту». - М.: МИИТ, 2005.

60. Козлов А.В. Сравнительная оценка гранулометрических характеристик и их влияние на механические свойства грунта. // Научные труды ОАО ЦНИИС. Вып. 228. Юбилейный. Часть 2. М., ОАО ЦНИИС, 2005. - Стр. 57 - 64.

61. Корпусов С.В., Иванов П.В., Петряев А.В. Георешетки для усиления основания пути. // Путь и путевое хозяйство, №6 2000. с. 25 - 28.

62. Косгельов М.П., Пахаренко Д.В. Опыт фирмы «ВАД» по устройству плотных, прочных и жестких щебеночных дорожных оснований. // Каталог-справочник «Дорожная техника 2006». Стр. 12-23.

63. Костельов М.П., Питерина Н.В., Куканов Ю.Л., Абрамов В.М., Изюмов Н.В. Особенности уплотнения одноразмерных песков. "Автомобильные дороги" №12-1987. с. 6-8.

64. Красиков О.А. Оценка прочности и расчет усиления нежестких дорожных одежд. Алма-ты: Казгос ИНТИ, 2006. - 308 с.

65. Крафт ГВ. Основные направления инвестиционной попишки / Железнодорожный транспорт, 2004 №12

66. Леманский А.П. Упругие свойства щебеночного балласта при статическом нагружении. // Вестник ВНИИЖТ, №4 2003. - с. 30 - 32.

67. Леманский А.П. Экспериментальные исследования деформативных свойств щебня фракции 25.60 мм в лабораторных условиях. // Вестник ВНИИЖТ, №5 2003.

68. Лысенко М.П. Состав и физико-механические свойства грунтов. М.: Недра, 1972. 320 с.

69. Львович Ю.М. Геосинтетические и геопластиковые материалы в дорожном строительстве. Автомоб. дороги: Обзорн. информ./Информавтодор; Вып.7. М., 2002. - 116 с.

70. Мазо Л.А., Пугачева А.А., Маневич П.Б. Проблемы стратегического управления развитием железнодорожной корпорации. «Вестник ВНИИЖТ» №3 2004

71. Маслов Н.Н., Котов М.Ф. Инженерная геология. М., Стройиздат, 1971, 344 с.

72. Матвеев С. Защита от перегрузки, или что показали испытания конструкции дорожных одежд, армированных объемными георешетками. / Автомобильные дороги №12 2004. Стр. 50 - 52.

73. Меламут Д.Л. Гидромеханизация в мелиоративном и водохозяйственном строительстве М.: Стройиздат, 1981

74. Мелентьев В.А., Колпашников Н.П., Волнин Б.А. Намывные гидротехнические сооружения М., «Энергия», 1973. 248 с.

75. Методические рекомендации по геофизическому обследованию насыпей железных дорог. М, ЦНИИС, 1975.-76 с.

76. Методические рекомендации по проектированию насыпей на болотах по условию допустимых упругих осадок. М., ЦНИИС, 1981. 40 с.

77. Методические рекомендации по рациональным конструкциям земляного полотна вторых путей. М.: ЦНИИС, 1976. 72 с.

78. Методические указания по усилению основания пути при подготовке его к пропуску пассажирских поездов с повышенными скоростями М.: «Транспорт» МПС РФ, 2001, 82 с.

79. Мирошкин А.К., Плеханов Р.П. Устройство основания аэродромов из одноразмерных песков «Автомобильные дороги», 1990 №12. - с. 10-12.

80. МОДН 2-2001 "Проектирование нежестких дорожных одежд". М., ФГУП "Союздорнии", 2002. -154 с.

81. Науч.-техн. отчет №Д-НФ-1-74/75 Проведение исследований и опытных работ по определению величины осадок оттаивающих грунтов различных генетических типов, применительно к условиям БАМ. Новосибирск: СибЦНИИС, 1975 96 л.

82. Науч.-техн. отчет №РСП-03-82. Проведение исследований для установления технологии и методики контроля качества уплотнения насыпей с помощью экспресс-способов и разработки инструкции по контролю. М.: ЦНИИС, 1982.

83. Науч.-техн. отчет №СП-91-3-125. Провести исследования и разработать предложения по сооружению земляного полотна высокоскоростной магистрали Ленинград-Москва на базе предпроектного решения. М.: ЦНИИС, 1991.

84. Науч.-техн. отчет №СП-92-3-1256. Разработать опытный образец устройства контроля качества уплотнения грунтов по всему объему сооружения применительно к вибрационным каткам (I стадия) М.: ЦНИИС, 1992.

85. Науч.-техн. отчет №ЦЛЗП-01/04-1275 Техническое сопровождение проектирования и строительства земляного полотна стендового пути на испытательном кольце ВНИИЖТ (промежуточный отчет). М.: ЦНИИС, 2004. 20 с.

86. Нейман А.О., Полянский А.В., Жорняк С.Г., Ткачевский И.Д., Козлов А.В. Регулирование процесса возведения железнодорожных насыпей. // Транспорт: наука, техника, управление. Научно-информ. сборник. №4 М., ВИНИТИ, 2005. - Стр. 4-8.

87. Новиков В.А. Гранулометрический анализ в лабораториях системы Министерства Геологии СССР. // сб. статей Гранулометрический анализ в геологии. М.: 1978'

88. Огородников С.П. Гидромеханизация разработки грунтов М., «Стройиздат», 1986

89. Огурцов А.И. Намыв земляных сооружений. М.: Стройиздат, 1974. 366 с.

90. Охотин В.В. Грунтоведение Л.: Военно-Транспортная Академия РККА, 1940,204 с.

91. Охотин В.В. Физические и механические свойства грунтов в зависимости от их минералогического состава и степени дисперсности. М.: ИЗДАНИЕ ГУШОСДОРА, 1937.

92. Поддавашкин Э.С. Концепция управления железнодорожным транспортом на основе современных информационных технологий -сб.обз. инф. Транспорт: наука, техника, управление М, ВИНИТИ, 1998 №2

93. Полуновский А.Г., Алеберганов М.И., ТрайковБ.С. Геотекстильные материалы при строительстве на одноразмерных песках // Применение геотекстильных материалов в транспортном строительстве М.: ВПТИтрансстрой, 1988

94. Пособие по технологии сооружения земляного полотна железных дорог (В развитие СНиП 3.06.02-86). М., ПКТИтрансстрой, 1993.-268 с.

95. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. М.: МПС РФ, 2000 -192 с.

96. Приклонский В.А. Грунтоведение. Часть 2. М.: Госгеолиздат, 1952. 372 с.

97. Применение технологии GEOWEB® (ГЕОВЕБ) в железнодорожном строительстве. Обзор исследований и опытных испытаний. М.: ООО "Статрасс", 2005 51 с.

98. Пшеничникова Е.С. Экспериментальное определение модуля упругости георешетки Гео-веб с заполнителем из песка. "Транспортное строительство", № 4 2002. - с. 21 - 22.

99. Пшеничникова Е.С., Хусаинов И.Ж., ЖигурЮЛ. Исследование деформаций слоя, состоящего из объемной георешетки, заполненной песком. Научно-информационный сборник «Информавтодор» №3 2006, с. 16-17.

100. Резер. С.М. Проблемы развития международных транзитных перевозок по России. Транспорт, наука, техника, управление. №12 2004.

101. Реконструкция моста через р. Тысья на 237 км участка Рязань Кустаревка Московской ж.д. №2004-3 861-0-ПЖ.ЗП Рабочий проект. Индивидуальное земляное полотно. Пояснительная записка.

102. Речмендин М., Козлов А.В., Новиков А.Г. Устройство насыпи с горизонтальным и вертикальным армированием земполотна. // Строительная техника и технологии №1 2007. - с. 48 - 52.

103. Рубинштейн АЛ., Кулачкин Б.И. Динамическое зондирование грунтов М.: Недра, 1984,92 с.

104. ИЗ. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. Минтрансстрой. М.: Транспорт, 1982. 160 с.

105. М.Сергеев Е.М., Голодовская Г.А., Зиангиров Р.С., Осипов В.И., Трофимов B.T. Грунтоведение Изд. 3. Под ред. Сергеева Е.М. М., Издательство Московского Университета, 1971. 596 с.

106. Сиськов В.И. Корреляционный анализ в экономических исследованиях М.: "Статистика", 1975

107. СНиП 2.02.01-83* "Основания зданий и сооружений". Минстрой России. М., ГП ЦПП, 1995. 50 с.

108. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

109. СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги»

110. СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм». М., ГУП ЦПП, 1995.

111. СП 32-104-98 «Проектирование железных дорог 1520 мм». М., ГУП ЦПП, 1999.

112. Справочник по инженерной геологии для проектирования промышленного транспорта. Выпуск 2687. М., 1960.-206 с.

113. Стендовый путь на хорде экспериментального кольца ВНИИЖТ МПС РФ на ст. Щербинка Московской жд. Рабочий проект № 2002-3647. Пояснительная записка. М, «Мосжеддорпроект», 2002.

114. Стендовый путь по хорде экспериментального кольца ВНИИЖТ РФ на станции Щербинка Московской жд Рабочий проект № 01-3647-0-ИГ-0. Инженфно-геологический отчет. М, «Мосжеддорпроект», 2002

115. CTH Ц-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм». М., МПС, 1995.

116. Терцаги К., Пек Р. Механика грунтов в инженерной практике М., 1958

117. Технологический регламент на сооружение земляного полотна стендового пути на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа на ст. Щербинка Московской ж.д. М., ЦНИИС, 2003. -23 с.

118. Технологический Регламент по сооружению насыпи и ее основания из забивных свай через р. Тысья на 237 км участка Рязань Кустаревка Московской ж.д. М., ЦНИИС, 2005.

119. Технологический регламент производства и контроля качества работ по подготовке и укреплению основания армогрунтовой насыпи левобережного подхода к Андреевскому мосту на участке Комсомольский пр. Андреевский мост. М., ЦНИИС, 2000.

120. Титов В.П. Проблемы усиления земляного полотна длительно эксплуатируемых железных дорог. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени докт. техн. наук. М., 1980. 40 с.

121. Титов В.П. Усиление земляного полотна длительно эксплуатируемых железных дорог М., Стройиздат, 1980.-272 с.

122. Указания по зондированию грунтов для строительства. СН 448-72.

123. Укрепление грунтов насыпи на подходе к Северянинскому путепроводу (правая областная сторона). Рабочий проект № 1255/ТМ-140/РП. Том 1. М, ЦНИИС, 2004.

124. Фадеев П.И. Пески СССР Часть 1 М, Изд-во Московского университета, 1951,292 с.

125. Форссблад JI. Вибрационное уплотнение грунтов и оснований. М, «Транспорт», 1987

126. Фришман МА, Хохлов ИЛ, Титов BIL Земляное полошо железных дорог.-М, «Транспорт», 1972. -288 с.

127. Хархардин А.Н. Способы оптимизации гранулометрического состава зернистого сырья «Строительные материалы» №11 1994. - с. 24 - 25.

128. Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог М., «Транспорт», 1975. 288 с.

129. Химическая технология керамики и огнеупоров / Под общей ред. П.П. Будникова и Д.Н. Полубояринова. М.: Стройиздат, 1972. - 552 с.

130. Цернант А.А. Методологические основы создания технологий третьего тысячелетия для транспортного строительства / Институт на пороге третьего тысячелетия. Труды ЦНИИС. Вып. 203. Юбилейный. М, ЦНИИС, 2000,228 с.

131. Цернант А.А. Сооружение земляного полотна в криолитозоне. Дисс. в форме науч. доклада на соиск. степ, д.т.н. М., ЦНИИС, 1998, 97 с.

132. Цехомский А.М., Карсгенс Д.И. Кварцевые пески, песчаники и кварциты СССР. JL: Недра, 1982. -158 с.

133. Цытович Н.А. Механика грунтов.

134. Чернавский В.П. Сооружение земляного полотна: проблемы и задачи. / Транспортное строительство 1983 -№3

135. Чехов А.П., Сергеев A.M., ДибровГ.Д. Справочник по бетонам и растворам. Киев: Буд1вельник, 1983.-216 с.

136. Шахунянц Г.М. Безосадочные железнодорожные насыпи (Шестое международное совещание по механике грунтов и оснований. Аннотации на русском языке докладов, прочитанных на совещании в Монреале). М., 1965.

137. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. М.: Трансжелдориздат, 1961. 615 с.

138. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. М.: Транспорт, 1987. 479 с.

139. Шахунянц Г.М. Расчеты верхнего строения пути. М.: Трансжелдориздат, 1959.

140. Шашков С.А. Определение строительных свойств песчаных грунтов динамическим зондированием. с. 78-104.

141. Штабинский ВБ. Об уплотняемости песчаных грунтов «Автомобильные дороги» №12 -1988. с. 12 -13.

142. Юрданов А.П. Термическое упрочнение грунтов в строительстве М., Стройиздат, 1990,128 с.

143. Юровский Б.Л. Исследование плотности грунтов железнодорожных насыпей с учетом их напряженного состояния. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1979.

144. Яковлева Е.А. Осадки вновь построенных железнодорожных насыпей. В кн.: Сооружение земляного полотна железной дороги Новокузнецк - Абакан - Тайшет. М., 1970.

145. Яковлева Т.Г. Выбор параметров для центробежного моделирования динамического воздействия поездной нагрузки на земляное полотно. Тр. Ин-та / МИИТ, 1972, вып. 357.

146. Яковлева Т.Г., Шульга В Л., Амелин С.В. и др.; под ред. Амелина СБ. и Яковлевой Т.Г. / Основы устройства и расчетов железнодорожного пути М., Транспорт, 1990,367 с.

147. Ausfiihrungsbestimmungen (Abest) zur Vorschrift fur Erdbauwerke (VE) DS 836. Berlin, Drucksachenverlag der Deutschen Reichsbahn, 1993.

148. Cantrell D., Wenty R. // Railway Track and Structures, №3 2003. - c. 25 - 27.

149. Cummings J. Grading Job: Dune Was The Villain / "Roads and Streets" vol. 104, №7 -1961

150. DIN 18134 Deutsche norm. Baugrund. Versuche und Versuchsgerate. Plattendruckversuch.

151. Gobel C., Lieberenz K., Richter F. Der Eisenbahn unterbau. Dienstleistungszentrum Bildung Frankfurt (M). Eisenbahn - Fachverlag, Heideeberg, Mainz, 1996. - 346 c.

152. Keil Ch., Salditt M. Deine Bahn, 1999, № 11.

153. Li D., Chrismer S. Railway Track & Structures, 1999, № 10, p. 15-18.

154. LoPresti J. et al. // Railway Track & Structure, №9 2002. - c. 21 - 26.

155. Presto Products Company: 'Technical Literature on the Geoweb® Cellular Confinement Systems", 1985 -1992.

156. Scott G.D., Kilgour D.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1969. V. 2 P. 863-866.

157. Sekine, Muramoto, Hiraiwa: 'Test Work of Railroad Roadbed using 3-Dimensional Reinforcement Material", 49th Civil Engineering Conference Annual Academic Assembly, 1994

158. Sekine, Muramoto, Tearon, Okta, Hoosegow: "Load Test of Railroad Roadbed Using Reinforcement Material (No. 2)", 48th Civil Engineering Conference Annual Academic Assembly, 1993

159. Sekine, Tearon, Okta, Hoosegow: "Load Test of Railroad Roadbed Using Reinforcement Material", 47th Civil Engineering Conference Annual Academic Assembly, 1992

160. Открытое акционерное общество Корпорация «Трансстрой»

161. Открытое акционерное общество Производственное объединение1. ГУПИКС»127410, Москва, Алтуфьевское ш„ 31тел.: (495) 903-6590, факс: (495) 903-6661

162. ИНН/КПП 7715022020/771501001, ОКПО 36566941, ОГРН 10277002698931. АКТ

163. О внедрении результатов научно-исследовательских работ

164. Разработан технологический регламент на сооружение земляного полотна в развитие рабочей документации на стендовый путь №2002-3647, разработанной ГУП "Мосжеддорпроект".

165. О внедрении результатов научно-исследовательских работ

166. Разработанная А.В. Козловым в соавторстве новая конструкция насыпи подхода к мосту с вертикальным и горизонтальным армированием (патент РФ №59637 U1) сооружена в зоне примыкания к устоям моста I гл. пути и моста на постоянном обходе II гл. пути.

167. Разработана и сооружена конструкция защитного слоя земляного полотна на подходе к мосту по I и II пути общей протяженностью более 1,3 км в верхней части из щебеночно-песчаной смеси, в нижней части из песка.

168. Разработан технологический Регламент по сооружению насыпи и ее основания из забивных свай, позволивший выполнить работы в установленные сроки и с надлежащим качеством.

169. Эффект от внедрения конструкций и технологии производства работ -обеспечение и организация безаварийной эксплуатации железнодорожной линии I категории.1. Зам. генерального дг1. И.В. Гордий