автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Грунтоизвестковые композиты для строительства высоких насыпей автомобильных дорог на основе глинистых пород КМА

Яковлев Евгений Александрович

ГРУИТОИЗВЕСТКОВЫЕ КОМПОЗИТЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЫСОКИХ НАСЫПЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ИА ОСНОВЕ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД КМА

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород - 2006

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова

Научный руководитель - доктор технических наук,

Строкова Валерия Валерьевна

Официальные оппоненты —

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Носов Владимир Петрович (МАДИ, г. Москва) кандидат технических наук, доцент Володченко Анатолий Николаевич (БГТУ им. В.Г. Шухова, г. Белгород)

Воронежский государственный архитектурно* строительный университет (ВГАСУ, г. Воронеж)

Зашита состоится " Н " Декабря 2006 года в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д.212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В Р. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ им, В.Г. Шухова, ауд, 242. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Автореферат разослан "12" роябрз 2р06 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ГА. Смоля го

Актуальность. В настоящее время в связи с увеличением интенсивности и скоростей движения, ростом грузонапряженности и осевых нагрузок к прочности, устойчивости и надежности автомобильных дорог предъявляются более жесткие требования.

Большинство дорог, возведенных на земляном полотне и, особенно, высоких насыпях автомобильных дорог преимущественно из неукрепленных глинистых пород, характеризующихся высокой влажностью, повышенной сжимаемостью, а также низкой несущей способностью, теряют свою пропускную способность на 80-90%. При отсутствии в теле высокой насыпи слоев из стабильных материалов и наличие неоднородности в типе грунтов, хаотично перемешанных как по высоте, так и по ширине земляного полотна, традиционные противодеформационные мероприятия в процессе ремонта в постэксплуатационный период дорожных одежд нередко не дают ожидаемого результата.

Территориальные и административные органы управления автомобильными дорогами разрабатывают и утверждают стандарты для предприятий, технические условия, методические рекомендации и нормативные документы территориального уровня с учетом характеристик грунтов, материалов дорожных одежд, условий движения транспортных средств и многих других параметров с целью максимальной дифференциации, исходя из особенностей регионов и генетических типов местных глинистых горных пород. В связи с этим переход на строительство конструкций высоких насыпей с использованием грунтоизвесткового композита позволит не только повысить общую устойчивость сооружений, увеличить срок эксплуатации, но и значительно снизить сроки строительства высокой насыпи и объемы земляных работ в целом.

Диссертационная работа выполнена в рамках тематического плана госбюджетных НИР Федерального агентства по образованию РФ, проводимых по заданию Министерства образования РФ и финансируемых из средств федерального бюджета на 2004—2008 гг.

Цель и задачи работы. Необходимость разработки эффективных грунтоизвестковых композитов на основе глинистых пород КМА для строительства высоких насыпей автомобильных дорог.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение минералогического состава, структурных особенностей и свойств глинистых горных пород региона КМА как сырья для получения грунтоизвестковых композитов;

- исследование особенностей структурообразования грунтоизвестковых композитов с использованием известьсодержащих отходов (ИСО) и комплексного грунтоизвесткового вяжущего (КРИВ);

- разработка составов и изучение свойств грунтоизвестковых композитов для укрепления земляного полотна и строительства устойчивых конструкций высоких насыпей автомобильных дорог,

- модернизация методики расчета устойчивости и разработка теоретиче-

ской модели работы конструкции высокой насыпи автомобильной дороги с учетом использования грунтоизвестково го композита;

- подготовка нормативных документов дня реализации теоретических и экспериментальных исследований в промышленных условиях.

Научная новизна работы. Предложен механизм формирования грунтоизвестково го композита на основе системы «глинистые породы незавершенной стадии минералообразований - ИСО», заключающийся во взаимодействии активного компонента глинистых пород, представленного репггеиоаморфным веществом, состоящим из смешанослойных глинистых образований, с Са(ОН)з, обеспечивающего протекание реакций пуццола-нового типа в данной полиминеральной системе.

Выявлена модель мик ростр уктурных трансформаций в системе «глинистая порода - перемещенный глинистый грунт - грунтоизвестковый композит», заключающаяся в наследовании структурных элементов глинистого грунта и упрочнении его известковым компонентом с образованием прочного каркаса грунтоизвесткового композита. Это позволяет на стадии выбора сырья, выявляя глинистые породы с оптимальным минералогическим составом, регулировать структурообразование грунтоизвесткового композита.

Установлен характер распределения частиц по размерам в системе «глинистая порода - комплексное грунтоизвестковое вяжущее». Для перемещенного глинистого грунта характерным диапазоном распределения пиков содержания частиц по размерам является 2,7-24,4 мкм, что объясняется содержанием в нем большого количества пылеватых и глинистых зерен. Иэвестьсодержащие отходы характеризуются ярко выраженными пиками в диапазоне 99—261 мкм, что можно объяснить агрегацией активных фаз ИСО. Кривая гранулометрического состава КГИВ-30 имеет характерные пики в диапазоне 16,3-29,8 мкм; при этом для КГИВ-50 характерны пики в диапазоне 6,01-16,3 мкм, что оказывает положительное влияние на формирование микроструктуры грунтоизвесткового композита, вследствие гомогенизации и механоактивации КГИВ, и, как следствие, синтеза дорожно-строительных материалов с более прочной структурой.

Предложен алгоритм расчета конструкции высокой насыпи автомобильной дорога с использованием метода конечных элементов в зависимости от типа глинистых пород, вида вяжущего и состава грунтоизвесткового композита, заключающийся в определении свойств грунтов (числа пластичности, содержания фракции менее 0,005 мм, естественной и относительной влажности), теоретическом подборе составов грунтоизвесткового композита (ГИК), выборе вида вяжущего, определении физико-механических характеристик полученных ГИК и определении расчетных параметров ГИК на основании данных стабилометрии. Разработана теоретическая модель работы конструкции высокой насыпи на основе грунтоизвесткового композита, заключающаяся в установлении характера распре-делешш возникающих напряжений в теле насыпи в зависимости от reo-

метрических И прочностных параметров, характера нагружения и условий работы высокой насыпи. На основе полученных результатов моделирования доказана устойчивость разработанной модели конструкции высокой насыпи.

Практическое значение работы. Разработаны составы грунтоиз-вестковой смеси на основе глинистого сырья региона КМА и ИСО дня использования при строительстве устойчивых конструкций высоких насыпей земляного полотна автомобильных дорог.

Установлена возможность активации вяжущих свойств известьсодер-жащих отходов путем получения комплексного грунтоизвесткового вяжущего на основе глинистых грунтов, низкоактивного известьсодержатцего компонента, суперпластификатора и их совместной дезинтеграции.

Составлены технические условия по использованию комплексного грунтоизвесткового вяжущего при производстве грунтоизвестковых композитов для дорожного строительства.

Разработаны составы грунтоизвесткового композита на основе комплексного грунтоизвесткового вяжущего. Изучение свойств полученного вяжущего и грунтобетонов на его основе показало возможность получения более плотных и прочных структур материала с уменьшением водопотреб* ности формуемых смесей. Предложены области рационального использования КГИВ,

Предложена технология строительства устойчивых конструкций высоких насыпей автомобильных дорог с использованием грунтоизвесткового композита на основе глинистых пород и низкоактивыых говестьсодержа-щих отходов.

Внедрение результатов исследований. Для широкомасштабного внедрения результатов работы при строительстве автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- технические условия на «Комплексное грунтоизвестковое вяжущее» ТУ 5744-001-02066339-2006;

- рекомендации по использованию глинистых пород КМА для производства грунтоизвестковых композитов;

- технический регламент на «Производство грунтоизвестковых композитов с использованием глинистых грунтов КМА и комплексного грунтоизвесткового вяжущего для строительства устойчивых конструкций высоких насыпей».

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270205 и 270106, что отражено в учебных программах дисциплин «Дорожно-строительные материалы и изделия», «Изыскания и проектирование автомобильных дорог», «Технология и организация строительства автомобильных дорог», «Инженерные сооружения в транспортном строительстве», «Инженерная геология».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на международных конгрессах «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройи ндустрии» (г. Белгород, 2003, 2005); II Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (г. Белгород, 2004); Международной научно-практической конференции «Наука и технология строительных материалов: состояние и перспективы развития» (г. Минск, 2005).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в двенадцати научных публикациях, в том числе в двух статьях в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 255 страницах машинописного текста, включающего 34 таблицы, 73 рисунка и фотографий, список литературы из 183 наименований, 8 приложений.

На защиту выносятся:

- механизм формирования грунтоизвесткового композита на основе системы «глинистые породы незавершенной стадии минералообразований -ИСО»;

- модель микроструктурных трансформаций в системе «глинистая порода — перемещенный глинистый грунт — грунтоизвестковый композит»;

- характер распределения частиц по размерам в системе «глинистая порода — комплексное грунтоизвестковое вяжущее (КГИВ)»;

— алгоритм расчета конструкции высокой насыпи автомобильной дороги с использованием метода конечных элементов в зависимости от типа глинистых пород, вида вяжущего и состава грунтоизвесткового композита;

— составы грунгоизвестковой смеси на основе глинистого сырья региона КМА, ИСО и комплексного грунтоизвесткового вяжущего для использования при строительстве устойчивых конструкций высоких насыпей земляного полотна автомобильных дорог, а также области рационального использования КГИВ.

— модель работы конструкции высокой насыпи на основе грунтоизвесткового композита.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Практика строительства и эксплуатации автомобильных дорог, а также научные исследования в этой области со всей очевидностью подтвердили исключительное значение земляного плотна для обеспечения ровности, прочности и долговечности дорожных одежд. Наличие на автомобильных дорогах большого количества неустойчивых участков земляного полотна объясняется недостаточностью противодеформационных и противоополз-

невых мероприятий, ошибками при проектировании, нарушениями техно* логии земляного полотна и его неудовлетворительным текущим содержанием. Это предопределяет повышенный интерес к вопросам укрепления конструкций как земляного полотна, так и высоких насыпей автомобильных дорог.

Использование фунтов, укрепленных вяжущими, известно давно. Многими научными школами впервые были выполнены научно обоснованные работы по укреплению грунтов Большой вклад в решение проблемы оптимизации процессов структуре образования бетонов и грунтобетонов внесли многие ученые как России, так и ближнего и дальнего зарубежья. Под руководством В.М. Безрука были разработаны основные нормативные документы по строительству дорожных одежд с применением цеменго* и известегрунтов (грунтобетонов). Опубликование этих документов сыграло большую роль в повышении качества грунтобетонов и широком внедрении их в практику дорожного строительства. Однако вопросу использования грунтобетонов при строительстве высоких насыпей автомобильных дорог не уделялось должного внимания в силу специфики применяемых расчетов устойчивости конструкций.

Высокая насыпь - искусственное сооружение нетипового поперечного профиля свыше 12 м, возводимое при строительстве автомобильной дороги в районе с сильнопересеченным рельефом и требующее обоснования индивидуального поперечного профиля по результатам расчета устойчивости.

Анализ областей использования насыпей автомобильных дорог показывает, что для строительства земляного полотна автомобильной дороги, а особенно высоких насыпей, нередко приходится решать вопросы но замене грунтов либо использованию различных методов укрепления для повышения физико-механических и эксплуатационных свойств грунтового массива. Однако возведение конструкций земляного полотна на основе укрепленных глинистых горных пород позволяет избегать решения ряда сложных технологических вопросов, таких, как замена грунта и применение дорогостоящих и трудоемких методов закрепления.

Анализ существующих методов укрепления (рис. 1) свидетельствует о том, что наиболее эффективными являются глубинные методы, а наиболее дешевыми — методы «поверхностного» укрепления. Но во всех приведенных группах методов укрепления откосов высоких насыпей нет ни одного, отражающего надежность и экономическую целесообразность. Таким образом, в настоящее время необходимо создание таких способов и материалов для создания устойчивых конструкций высоких насыпей автомобильных дорог, которые при сравнительно низких экономических показателях были бы наиболее простыми в технологическом плане и обеспечивали большую надежность, прочность и долговечность всей конструкции земляного полотна и автомобильной дороги в целом.

(твершостноеукреплеине грунтов

I

ЖТШ1МИ

J

Рис. 1. Классификаций методов создания устойчивых конструкций высоких насыпей

Сущность укрепления грунтов заключается в их комплексной обработке минеральными вяжущими, в результате чего происходит коагуляция глинисто-коллоидных фракций с приобретением свойств, отвечающих требованиям по водостойкости. Увеличивается сцепление между частицами и агрегатами грунта, что, в свою очередь, приводит к повышению сил трения, прочности и морозостойкости. Однако значительная изменчивость составов п типоморфиых признаков глинистых пород различных фациаль-ных групп не дает возможность в полной мере применять имеющиеся наработки при строительстве без дополнительного детального изучения специфики породообразующих глинистых минералов, их количественных соотношений, степени дефектности (совершенства) структуры, размеров, формы составных частей (кристаллов), морфологии их поверхности, т.е. типоморфиых особенностей глинистых образований в целом.

Для оценки пригодности глинистых горных пород для строительства высоких насыпей автомобильных дорог и укрепления их известьсодержащими вяжущими были изучены образцы глинистых пород КМА различного возраста и глубины залегания. Исследование вещественного состава глинистых пород и синтезированных образцов грунтоизвесткового композита включало определение химического состава, общего минералогического, рентгенофазового, дифференциально-термического и ИК-спектро-скопического анализов. Микростроение исходных сырьевых и синтезированных компонентов было изучено с помощью оптического и растрового электронного микроскопов. Микрофотосъемка проводилась о помощью программно-аппаратного комплекса, включающего высокоразрешающий растровый электронный микроскоп (РЭМ) «Хитачи-Й-800», совмещенный о персональным компьютером. Изображение было получено в режиме вторичной электронной эмиссии. Для достижения качественного изображения

Рис. 2 - Распределение физико-механических свойств и интегральных параметров микроструктуры с Шубиной

ЧО

Соперник Содеряшие

Рис. 3 • Рраепределение минералогического и микроагрегатного состава по фракциям с глубиной

Анализ изменения состава и свойств по глубине (рис. 2, 3) глинистых пород эоцен-четвертичного возраста показал, что вниз по разрезу происходит снижение содержания кварца и увеличение содержания глинистых минералов, на глубине 5 м выявлены глинистые образования с аномально высоким содержанием смектига, специфическое возрастание естественной влажности, обусловленное высушиванием верхних горизонтов глинистых пород в жаркое летнее время и высоким уровнем мелового напорного горизонта подземных вод, залегающего под палеогеновыми глинами, и, как следствие, увеличение с глубиной пористости.

Тенденция к возрастанию с глубиной числа пластичности, свободного набухания и коэффициента гидрофильности, а также тенденция к снижению с глубиной коэффициента объемной усадки объясняется повышением вниз по разрезу содержания высокогидрофильного глинистого минерала — смектита. Кроме того, вниз по разрезу происходит уменьшение прочности на одноосное раздавливание, что обусловлено увеличением естественной влажности, плотности скелета грунта н пористости с глубиной. Изменение анизотропии прочности с глубиной можно объяснить анизотропией микроструктуры грунта, вызванной генетическими условиями формирования данных пород

Анализ изменения качественных мнкроструктурных особенностей глинистых горных пород с глубиной (рис. 4 а) показал, что по мере увеличения глубины залегания в образцах проявляется более выраженный характер ориентации структурных элементов в направлении напластования (рис. 4 б). Микроструктуры образцов практически аналогичны друг другу с размером частиц от 1 до 5 мкм и толщиной 0,1-0,5 мкм, в некоторых образцах присутствуют примеси кварца (рис. 4 в) и остатки морской фауны (рис. 4 г).

Установлено, что в соответствии с интегральными показателями образцы представлены такими типами микроструктур, как крупнодисперсные и среднедисперсные среднеориентиро ванные смешанные микроструктуры.

В результате исследования микроструктур ных особенностей глинистых горных пород было выявлено, что для данных образцов характерны довольно близкие микроструктурно-минеральные разновидности, которые могут послужить основой для проведения прогноза изменений свойств глинистых грунтов под действием различных факторов. Глина песчанистая QT1C) представляет собой рыхлую смесь полифракционного состава с зернами размером от 3 до 150 мкм (рис. 5). Хорошо диагностируются как частицы глинистой составляющей исследуемого грунта, так и кварцевые песчинки, о чем свидетельствуют морфология зерен и их поверхности.

При механическом воздействии иа высушенный глинистый грунт происходит его разрушение на агрегаты различной крупности. Отдельные агрегаты такого полидисперсного материала крупностью менее 100 мкм представлены на рис. 6.

Рис. 4. Микроструктура тинистых горных пород естественного залегания

Электронно-микроскопические исследования образцов глинистых пород, перемешенных при разработке притрассовых карьеров, показали, что основными твердыми структурными элементами в этих образованиях являются песчаные и пылеватые зерна кварца и других плотных минералов данных систем, органические остатки, равномерно распределенные по массе глинистой породы, с адсорбированными на поверхности различного рода пленками. Глинистый материал распределен равномерно и создает сплошную матрицу. Глинистые частицы покрывают поверхности зерен скелета в виде сплошных «рубашек». Данный вид микроструктуры можно

назвать промежуточным между скелетной и матричной микроструктурами.

Рис. 7. Микроструктура тинистой составляющей

Горные породы со скелетной микроструктурой сложены в основном зернами первичных минералов, таких, как кварц, полевой шпат и другие, формирующих однородный «скелет». Глинистый материал распределен неравномерно и не создает сплошной матрицы. Матричная микроструктура характеризуется присутствием сплошной неориентированной глинистой массы (матрицы), в которой содержатся беспорядочно расположенные пы-леватые и песчаные зерна, не контактирующие между собой. Таким образом, данный вид глинистых пород имеет скелетно-матричную микроструктуру.

Микроагрегаты сложены частицами глинистых минералов, формирующих, в свою очередь, достаточно плотную, близкую к матричной (рис. 7) микроструктуру глин. Матричная микроструктура характеризуется присутствием сплошной глинистой массы (матрицы), в которой содержатся пылеватые и песчаные зерна, не контактирующие между собой. Частицы кварцевых зерен преимущественно окатаны, при дроблении глины, как правило, сохраняют глинистую «рубашку», покрывающую их за счет слабых по своей природе коатуляционных контактов.

По инженерно-геологической классификации микростроения данный вид глины можно отнести к классу агрегативного микростроения. Данный

вид микроструктур характеризуется преобладанием глшшстых частиц и их ультра- и микроагрегатов, которые образуют практически сплошную пы-левато-глшшстую матрицу вокруг отдельных пылеватых и песчаных зерен.

Преобладающие в структуре породы данного класса глинистые агрегаты характеризуются достаточно плотной упаковкой (см. рис. 7) твердых структурных элементов. Высокая плотность (2070 кг/м}) и влажность (22 %), также подтверждают наличие именно атрегативного микростроения изученной глинистой породы.

Кроме того, при увеличении в 3000 и 10000 раз хорошо видна весьма совершенная спайность, характерная дня глинистых минералов (см. рис. 7), Пластинчатые образования (предположительно гидрослюда либо каолинита) имеют ориентацию в общей массе микроагрегата (рис. 7), что свидетельствует о сохранности первичной микроструктуры глины на уровне агрегатов. Зерна в породе располагаются хаотично, в связи с чем коэффициент анизотропии в образцах изменяется от 1 до 1,39.

Исследуемый образец имеет полиминералыш й состав. Исходя из морфологии тонкодисперсных частиц основная масса сложеиа гидрослюдистыми, каолшшговыми и смектитовыми частицами, а также кварцем; встречаются отдельные зерна каркасных силикатов.

Анализ физико-механических характеристик показал, что исследуемая глинистая порода представляет собой глинистое сырье с высокими проти-восдвиговыми и противоосадочными свойствами, что характеризуется прочной и связной структурой исследуемой пробы с содержанием глинистой составляющей 84,1%.

Исходя из микроструктурных характеристик, минерального состава и физико-механических свойств рассмотренной глинистой породы был сделай вывод о необходимости использования стабилизирующей добавки -известьсодержащего компонента — для упрочнения микроструктуры глинистого грунта, что, в свою очередь, позволит стабилизировать и упрочнить структуру глинистого грунта при синтезе грунтоизвесткового композита, используемого для дорожного строительства.

Разработаны составы грунтоизвесткового композита (ГИК) на основе перемещенного глинистого грунта для строительства устойчивых конструкций высоких насыпей автомобильных дорог. Анализ прочностных характеристик синтезированных образцов показал, что оптимальное количество вводимого известьсодержащего компонента составляет 15 % и позволяет получать строительные конгломераты прочностью 5,9 МПа с учетом технологического коэффициента (рис. 8). Причем для образцов с содержанием извести 10 и 20 % характерно снижение прочности уже на седьмые сутки твердения, что говорит о несовершенстве получаемых структур грунтоизвесткового композита. Это можно объяснить тем, что при введении 10 % извести остается часть свободных глинистых частиц, пепрореа-гировавших с вяжущим. Таким образом, наблюдается наличие ослабленной структуры в образцах за счет сохранения упруго-ггластических свойств

глинистой составляющей в системе. При введении в глинистый грунт 20 % извести образуется перерасход вяжущего, что приводит к переизбытку содержания кальцита и, как следствие, медленному протеканию пуццолано-вых реакций и образованию слабой структуры. Полученные составы грун-то из вес псового композита с содержанием 15 % ИСО удовлетворяют также требованиям водо- ц морозостойкости (рис. 8).

i т

Bpeiiff твердения, С/Т

ш 15 га

концентрация ИСО, %

Рис. 8. Предел прочности при сжатии (а), показатели водо- и морозостойкости (б) образцов ГИК (без учета технологического коэффициента)

Как показывают результаты изучения гранулометрии ИСО и микроструктуры синтеза грунтоизвесткового композита, при использовании ИСО в чистом виде наблюдаются участки как концентрации компонента вяжущего, так и его отсутствия. Это связано с невозможностью тщательной гомогенизации смеси на дороге и высокой степенью агрешрованности ИСО. В связи с этим была изучена возможность синтеза комплексного грунтоизвесткового вяжущего путем совместного помола глинистого грунта, ИСО и суперпластификатора С—3, что обуславливает как формирование зародышевых контактов между глинистыми минералами и частицами извести, так и более детальное распределение по основной массе укрепляемого грунта.

Предложен механизм формирования грунтоизвесткового композита на основе системы «глинистые породы незавершенной стадии минералообра-зований — ИСО», заключающийся во взаимодействии активного компонента глинистых порол представленного ренггеноаморфным веществом, состоящим из смешанослойных глинистых образований, с Са(ОН)х, обеспечивающим протекание реакций пуццоланового типа в данной полимиие-ральной системе.

Выявлена модель микроструктурных трансформаций в системе «глинистая порода - перемещенный глинистый грунт - грунтонзвестковый композит», заключающаяся в наследовании структурных элементов глинистого грунта и упрочнении его известковым компонентом с образованием прочного каркаса грунтоизвесткового композита.

Комплексное грунтоизвестковое вяжущее (КГИВ) представляет собой компонент, полученный совместным измельчением глинистого грунта естественного залегания, являющегося закрепляемым материалом, и низкоактивных известьсо держащих отходов сахарных заводов.

время измельчения, мин.

Рис. 9. Графики зависимости значения удельной поверхности КГИВ от времени измельчения

Анализ кинетики помола КГИВ (рис, 9) показал, что для КГИВ-30 (30 % ИСО) максимальной удельной поверхностью является 740 м^кг, достигаемой при диспергирования в шаровой мельнице. При дальнейшем измельчении значение удельной поверхности изменяется незначительно, что свидетельствует о пределе раэмолоспособности данной системы и агрегации вещества за счет увеличения активности поверхности частиц известьсо-держащих отходов и породообразующих минералов глинистой составляющей, и дальнейшее увеличение времени помола нецелесообразно. Для КГИВ-50 (50 % ИСО) данный предел раэмолоспособности зафиксирован при 830 м5/кг.

Разница в удельной поверхности двух видов КГИВ связана с повышением в КГИВ-30 кварцевой составляющей, которая на 10 % слагает глинистую горную породу — компонент КГИВ.

Анализ гранулометрии позволил выявить характер распределения частиц по размерам (рис. 10) в разработанных двух видах вяжущих и показал, что кривая гранулометрического состава КГИВ-30 имеет характерные пики в диапазоне 16,3-29,8 мкм, при этом для КГИВ-50 характерны пики в диапазоне 6,01-16,3 мкм, что оказывает положительное влияние на формирование микроструктуры грунтоизвесткового композита, вследствие гомогенизации и механоактиващш КГИВ, и, как следствие, синтеза дорожно-строительных материалов с более прочной структурой. Для перемещенного глинистого грунта характерным диапазоном распределения пиков является 2,7—24,4 мкм, что объясняется содержанием в нем большого количества пылеватых и глинистых зерен. Известьсодержащие отходы ха-

растеризуются ярко выраженными пиками в диапазоне 99-261 мкм, что можно объяснить агрегацией активных фаз ИСО.

диаметр частиц, мкм

Рис. 10. Распределение частиц по размерам в КГИВ, глинистом грунте и ИСО * фракции менее 0,6 мм

В результате проведенных разработки и подбора составов рекомендовано комплексное грунтоизвестковое вяжущее с удельной поверхностью 530 м2/кг и 650 м^кг для КГИВ-30 и КГИВ-50 соответственно, что способствует нормальному протеканию пуццолановых реакций.

Таблица 1

Предел прочности при сжатии образцов грунтоизвестковопз композита на основе КГИВ в зависимости от состава вяжущего

и 1 [з и Предел прочности при сжатии образцов грунтоювеспсового композита при использовании в качестве вяжущего*

КГИВ-30 КГИВ-50

Срока твердения, сут Сроки твердения, суг

1 3 7 ■ 28 К," 1 3 7 28 К.

0.4 2,8/1,5 3.1/11 3.4/2,0 3,9/2,5 0.64 2,5/1.6 2,9/1,8 3,1 ДО 3.6/12 0,61

0.5 3.0/1.5 3,2/2,0 3,6/2.0 4.0/2.7 0,67 2,6/1,8 3,2/1,9 3.5/12 4.0/2,4 0,60

0,6 3.2/1,7 3,8/2,3 4,2/2,1 4.7/2.9 0,62 2,8/1,9 3,5/2,0 4.1/13 4.7/2,2 0,47

0,7 3,5/1,9 4,4/2,5 4,9/2,4 5,1/3,0 0,59 3,1/2,1 4/2,2 5,4/18 5.3/2,4 0.45

0,8 3,6/2,2 43/2,1 5.2/2,7 5,4/2,5 0,46 14/1,9 4,5/2,5 6,6/2,9 6,4/2,9 0,45

0.9 3,9/2,5 5,3/1,9 5.7/3,5 5,6/4,2 0,71 3/1,5 4,4Л,3 6,5/2,8 7.2/4.5

1.0 3,4/2,1 4,8/1.9 5,0/3,2 5,2/3,4 0,65 2,5/1,3 3,8/2,0 4,7/2,2 4,2/2,5 0,56

•числитель - в сухой среде; знаменатель - во влажной среде. ** К, - коэффициент водостойкости

Содержание С-3 в образцах, % по массе грунта в КГИВ

Результаты проведенных испытаний позволили сделать следующие выводы: назначена оптимальная влажность - 9 и 11 % по массе укрепляемого грунта, в зависимости от применяемого вида вяжущего; получены оптимальные составы грунгоизвесткового композита на основе глинистого грунта и КРИВ (15 % по массе всей смеси) и суперпластификатора С-3 (0,9 % по массе глинистого грунта в КГИВ) (табл. 1).

Из результатов проведенных исследований следует, что при использовании в качестве сырьевого материала глинистых пород с числом пластичности в пределах 16-20 рациональным вяжущим для укреплештя грунтов является КГИВ-50, так как в результате его прнменешм не происходит переувлажнения смеси, снижается расход ИСО и получаются более плотные и прочные структурные связи синтезируемых грунтоизвестковых композитов. КГИВ-30 лучше всего применять для глинистых горных пород с числом пластичности 13-16 по тем же причинам.

Полученные составы КГИВ можно рекомендовать в качестве вяжущего как для дорожного строительства, так и производства силикатных стеновых материалов. Использование КГИВ для стабилизации глинистых грунтов позволяет не только уменьшить емкость поглощения грунтов, по и сформировать зародыши кристаллизационной структуры (рис. 11), которые в эксплуатационный период способствуют наращиванию прочностных показателей и длительной стабилизации грунтоиз весткового композита.

Рис. 11. Микроструктура грунтоизвесткового композита на основе КГИВ

Предложена модель микроструктурных трансформаций (рис, 12) в системе «глинистая порода - перемещенный глинистый грунт - трунтоизвест-ковый композит», заключающаяся в наследовании структурных элементов глинистого грунта и упрочнении его известковым компонентом с образованием прочного каркаса грунтоизвесткового композита.

Согласно изученным данным по расчету коэффициента устойчивости откоса высоких насыпей был определен наиболее подходящий для модернизации метод расчета - метод Шахуиянца. Учитывая тот факт, что разрушение конструкции высокой насыпи будет происходить согласно «эффекту обоймы», по диагоналям трапеции были выведены зависимости, ко-

тинистые горные порода

ЕСТЕСТВЕННОГО ЗАЛЕГАНИЯ

¿¿Г^^сГ^ФГАЕ

I-«

ПЕРЕОТЛОЖЕННЫЕ ГЛИНИСТЫЕ ГРУНТЫ

■ НИЗКОАКТИВНЫЕ ИЗВЕСТЬСОДЕРЖАЩЕЕ ОТХОДЫ

КОМПЛЕКСНОЕ ГРУНТОИЗВЕСТКОВОЕ ВЯЖУЩЕЕ (КГИВ)

I-I

ГРУНТОИЗВЕСТКОВЫЙ КОМПОЗИТ НА ОСНОВЕ КГИВ-50

Шт.... ЯМЬ.*.. .

. Рис. 12. Схема трансформаций в системе «глинистые породы - переотложенные грукты-ГИК»

торые позволили внести коррективы в наиболее подходящую расчетную формулу, и получена расчетная формула устойчивости откоса высокой насыпи при использовании в качестве материала тела насыпи синтезированного грунтоизвесткового композита оптимального состава па основе глинистого грунта естественного залегания и низкоактивных из вестьсодержащих отходов сахарных заводов.

Модернизирована методика расчета устойчивости конструкции высоких насыпей, а также выявлен механизм распределения воззшкающих напряжений в теле высоких насыпе на основе синтезированных грунтоизвестко-вых смесей, заключающийся в построении эпюр возшпсающих касательных напряжений и исследовании характера их влияния на общую устойчивость высокой насыпи.

Предложено использование методики моделирования и физико-математического значения метода конечных элементов для изучения влияния внутренних напряжений тела насыпи при возведении конструкции высокой насыпи из синтезированного грунтоизвесткового композита. Осуществлено теоретическое моделирование устойчивости конструкции высокой насыпи, получены зависимости устойчивости высокой насыпи от различных видов нагрузок и коэффициента Пуассона, Анализ результатов моделирования прочности и устойчивости конструкции высокой насыпи в зависимости от собственного ее веса и значения коэффициента Пуассона (рис.13) позволил сделать вывод, что синтезированный грунтоизвестковый композит является оптимальным для строительства прочных и устойчивых конструкций высоких насыпей.

с-

I Г

31

Рис. 13. Линии влияния касательных напряжений при V « 0,35

Результаты анализа данных теоретического моделирования прочности и устойчивости конструкции высокой насьти на основе грунтоизвесткового конгломерата позволили получить следующее: установлен характер влияния собственного веса конструкции на прочность и устойчивость высокой насыпи; показано незначительное воздействие на прочность и устойчивость высокой насыпи динамической и статической нагрузок от транспор-

та, а также влияние внешних факторов; выявлен характер влияния коэффициента Пуассона, а следовательно, состава самого конгломерата на прочность и устойчивость высокой насыпи; предложена математическая зависимость изменения плотности грунтоизвесткового композита в зависимости от высоты насыпи.

Таким образом, показано, что синтезированный грунтоизвестковый композит на основе глинистой горной породы естественного залегания с числом пластичности 20 и ИСО с активностью 27-35 % позволяют получать устойчивые конструкции высоких насыпей автомобильных дорог за счет равномерного самоуплотнения структуры и получения в итоге конструкции оптимальной прочности.

Для строительства высокой насыпи с использованием разработанного грунтоизвесткового композита рекомендуется технология ее устройства методом смешения на дороге.

Экономическая эффективность внедрения разработанных составов грунтоизвесткового композита при строительстве высоких насыпей на основе известьсодержатцих отходов достигается за счет уменьшения объемов работ, полосы отвода, увеличения межремонтных сроков и избегания замены грунта.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен механизм' формирования грунтоизвесткового композита на основе системы «глинистые породы незавершенной стадии минер ал о-образований - ИСО», заключающийся во взаимодействии активного компонента глинистых пород, представленного регптеноаморфным веществом, состоящим из смешанослойных глинистых образований, с Са(ОН)2, обеспечивающего протекание реакций пуццоланового типа в данной полиминеральной системе.

2. Выявлена модель микроструктурных трансформаций в системе «глинистая порода — перемещенный глинистый грунт - грунтоизвестковый композит», заключающаяся в наследовании структурных элементов глинистого грунта и упрочнении известковым компонентом с образованием прочного каркаса грунтоизвесткового композита.

3. Установлен характер распределения частиц по размерам в системе «глинистая порода - комплексное грунтоизвестковое вяжущее». Для перемешенного глинистого грунта характерным диапазоном распределения пиков является 2,7-24,4 мкм, что объясняется содержанием в нем большого количества пылеватых и глинистых зерен. Известь содержащие отходы характеризуются ярко выраженными пиками в диапазоне 99-261 мкм, что можно объяснить агрегацией активных фаз ИСО. Кривая гранулометрического состава КГИВ-30 имеет характерные пики в диапазоне 16,3-29,8 мкм, при этом для КГИВ-50 характерны пики в диапазоне 6,01-16,3 мкм, что оказывает положительное влияние на формирование м икр остр уктуры

грунтоизвесткового композита, вследствие гомогенизации и механоакти-вации КГИВ, и, как следствие, синтеза дорожно-строительных материалов с более прочной структурой,

4. Предложен алгоритм расчета конструкции высокой насыпи автомобильной дороги с использованием метода конечных элементов в зависимости от типа глинистых пород, вида вяжущего и состава гру]ггоизвесткового композита, заключающийся в определении свойств грунтов (числа пластичности, содержания фракции менее 0,005 мм, естественной и относительной влажности), теоретическом подборе составов грунтоизвесткового композита (ГИК), выборе вида вяжущего, определения физико-механических характеристик полученных ГИК и определении расчетных параметров ГИК на основании данных стабилометрии. Разработана теоретическая модель работы конструкции высокой насыпи на основе груитоиз-весткового композита, заключающаяся в установлении характера распределения возникающих напряжений в теле насыпи в зависимости от геометрических и прочностных параметров, характера нагружения и условий работы высокой насыпи. На основе полученных результатов моделирования доказана устойчивость разработанной модели конструкции высокой насыпи.

5. Разработаны составы грунтоизвестковой смеси на основе глинистого сырья региона КМА и ИСО для использования при строительстве устойчивых конструкций высоких насыпей земляного полотна автомобильных дорог. Анализ прочностных характеристик синтезированных конгломератов показал, что при использовании в качестве вяжущего ИСО получаются композиты с прочностью 5,3 МПа, а при использовании в качестве вяжущего КГИВ — 4,2-5,1 МПа, без учета технологического коэффициента, удовлетворяющие требованиям водо- и морозостойкости.

6. Установлена возможность активации вяжущих свойств извеетьсодер-жащих отходов путем получения комплексного грунтоизвесткового вяжущего на основе глинистых грунтов, низкоактивного нзвестъсодержащего компонента, суперпластификатора и их совместной дезинтеграции. Разработаны составы грунтоизвесткового композита на основе комплексного грунтоизвесткового вяжущего. Изучение свойств полученного вяжущего и грунтобетонов на его основе показало возможность получения более плотных и прочных структур материала с уменьшением водопсггребности формуемых смесей при снижении известкового вяжущего. Предложены области рационального использования КГИВ.

7. Для широкомасштабного внедрения результатов работы при строительстве автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- технические условия на «Комплексное грунтоизвестковое вяжущее» ТУ 5744-001-02066339-2006;

- рекомендации по использованию глинистых пород КМА для производства грунтоизвестковых композитов;

— технический регламент на «Производство грунтоизвестковых композитов с использованием глинистых грунтов КМА и комплексного грунто-известкового вяжущего для строительства устойчивых конструкций высоких насыпей».

8. Экономическая эффективность внедрения разработанных составов грунтоизвесткового композита при строительстве высоких насыпей на основе пзвестьсодержащих отходов достигается за счет уменьшения объемов работ, полосы отвода, увеличения межремонтных сроков и отсутствия работ по замене грунта.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Яковлев, ЕЛ. Существующие методы закрепления высоких насыпей автомобильных дорог / В В. Строкова, Е.А. Яковлев // Полвека Белгородской области: итоги, проблемы, перспективы: Сб. науч. тр. - Старый Ос-кол,2003.-С. 136-138.

2. Яковлев, Е.А. Влияние техногенных отходов региона КМА на экологию региона и методы их утилизации путем применения в строительстве /

B.В. Строкова, Е.А. Яковлев, А.Ф. Щеглов // Вестн. БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород, 2004. - С. 56-59

3. Яковлев, Е.А. Грунтоизвестковый композит для создания устойчивых конструкций высоких насыпей автомобильных дорог/ В.В. Строкова, Е.А. Яковлев // Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. — Йошкар-Ола, 2004. -

C. 94 - 98

4. Яковлев, ЕЛ. К вопросу снижения экологического прессинга и повышения архитектурной выразительности дорожных покрытий университетских комплексов / В.В. Строкова, ЕЛ. Яковлев - Омск, 2004. - С. 2229)

5. Яковлев, ЕЛ. Устойчивые конструкции высоких насыпей автомобильных дорог из грунтоизвесткового композита / В.В. Строкова, Е.А. Яковлев, А.Ф. Щеглов // Проблемы и достижения строительного материаловедения: Сб. научи, тр. Международной научн.-практ. Интернет-конф. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. - С. 219-221.

6. Яковлев, ЕЛ. О возможности использования укрепленных грунтов для создания устойчивых конструкций высоких насыпей / В.В. Строкова, Е.А. Яковлев, А.Ф. Щеглов // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сб. ст. Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза, 2005. - С. 198-200.

7. Яковлев, ЕЛ. Устойчивые конструкции высоких насыпей па основе грунтоизвесткового композита / В.В. Строкова, Е.А. Яковлев, O.K. Соловьев // Сб. студенческих докладов междунар. науч.-практ. конф. / Современ-

ные технологии в промышленности строительных материалов и стройнн-дустрии. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2005. -Ч. I-C. 209-210.

8. Яковлев, ЕЛ. Грунтоизвестковые смеси для строительства устойчивых конструкций высоких насыпей / В.В. Строкова, А.Ф. Щеглов, Е.А. Яковлев // Вестн. БГТУ им. BP. Шухова; Материалы междунар. науч.-практ. конф.: Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2005. -№9. - С. 421-423.

9. Яковлев, ЕЛ. Сравнение физико-механических характеристик глипи-стого трунта и грунгоизвесгкового композита как материала для строительства высоких насыпей автомобильных дорог / В.В. Строкова, Е.А. Яковлев H Aktualne problemy naukovvo - badawcze budownictwa // Instytu Badamczy Drog t Mostow w Warszawie / VIII Konferencje Naukowo-Techniczna. - Olsztyn-Lansk, 2006.-87-91 s. (Польша).

10. Яковлев, ЕЛ. Математическая модель оценки прочности грунтобетона / В.В. Строкова, C.B. Карацупа, А.О. Лютенко, Е.А. Яковлев // Строительные материалы. - М., 2006. —№ 4. - С. 80-82.

11. Яковлев, ЕЛ. Формирование техногенного сырья и перспективы его использования / А.М. Гридчин, В.В. Строкова, C.B. Карацупа, А.О. Лютенко, Е.А. Яковлев // Строительные материалы XXI века, - М., 2006. - Ха 10.-С. 62-63.

12. Яковлев, ЕЛ. Комплексное грунтоизвестковое вяжущее для снижения водопотребности грунтоизвестковых смесей / Е.А. Яковлев // Материалы науч.-практич. конф. Строительный комплекс России: наука, образование, практика. - Улан-Удэ, 2006. - С. 155-156,

Яковлев Евгений Александрович

ГРУНТОИЗВЕСТКОВЫЕ КОМПОЗИТЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЫСОКИХ НАСЫПЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ИА ОСНОВЕ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД КМА

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Подписано впечать 9.11,2006. Формат 60x84. Заказ № Усл.печ. л. 1,6. Уч.-изд. л. 1,6. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В. Г. Шухова 308012, г, Белгород, ул. Костюкова, 46

Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Использование высоких насыпей в дорожном строительстве

1.2. Способы создания устойчивых конструкций насыпей.

1.2.1. Методы глубинного закрепления грунтов.

1.2.2. Использование геосинтетических материалов.

1.2.3. Применение грунтобетонов.

1.3. Влияние вида грунтов на свойства грунтобетонов.

1.3.1. Зависимость свойств грунтобетонов от физико-механических характеристик глинистых горных пород.

1.3.2. Влияние минерального состава и строения глинистых горных пород на процессы структурообразования грунтобетонов

1.3.3. Типы структур укрепленных горных пород.

1.4. Существующие методы расчета устойчивости конструкций высоких насыпей.

1.5. Технологии закрепления и применяемое оборудование для устройства высоких насыпей земляного полотна автомобильных дорог на основе глинистых грунтов.

1.6. Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И СЫРЬЕВАЯ БАЗА.

2.1. Методы исследований.

2.1.1. Методика фракционирования глинистых горных пород.

2.1.2. Анализ состава и структурных особенностей сырьевых и дорожно-строительных материалов.

2.1.3. Изучение сорбционных особенностей породообразующих минералов глинистых горных пород.

2.1.4. Оценка физико-механических свойств грунтобетона на основе глинистых горных пород.

2.2. Сырьевая база региона КМА для создания укрепленных конструкций высоких насыпей.

2.2.1. Литолого-геологические особенности региона КМА.

2.2.2. Особенности геологического строения глинистых пород района строительства.

2.2.3. Свойства известьсодержащих отходов.

2.3. Выводы.

3. ОСОБЕННОСТИ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД РЕГИОНА КМ А КАК СЫРЬЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВЫСОКИХ НАСЫПЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ.

3.1. характеристика объектов исследований.

3.2. Состав, физико-химические и физико-механические свойства исследуемых глинистых горных пород.

3.3. Микроструктурные особенности глинистых горных пород региона КМ А.

3.3.1. Качественные микроструктурные исследования.

3.3.2. Количественные микроструктурные исследования.

3.4. Особенности глинистых горных пород, обладающих оптимальными свойствами для закрепления известковым вяжущим.

3.4.1. Физико-механические особенности глинистого сырья.

3.4.2. Минералогические особенности глинистого сырья.

3.5. Выводы.

4. СОСТАВ И СВОЙСТВА ГРУНТОИЗВЕСТКОВОГО КОМПОЗИТА

НА ОСНОВЕ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД РЕГИОНА КМА.

4.1. Оптимизация составов и изучение физико-механических свойств грунтоизвесткового композита на основе глинистых горных пород и известьсодержащих отходах.

4.2. Разработка комплексного грунтоизвесткового вяжущего.

4.3. Свойства грунтоизвесткового композита в зависимости от вида КГИВ.

4.4. Анализ микроструктурных характеристик грунтоизвесткового композита на основе различных вяжущих.

4.5. Выводы.

5. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ВЫСОКИХ НАСЫПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УКРЕПЛЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ.

5.1. Модернизация методики расчета устойчивости конструкции с учетом свойств грунтоизвесткового композита.

5.2. Разработка модели укрепленной конструкции высокой насыпи

5.3. Моделирование процесса работы конструкции высокой насыпи, устраиваемой из грунтоизвесткового композита, в зависимости от воздействующих нагрузок.

5.4. Выводы.

6. ТЕХНОЛОГИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ УСТРОЙСТВА УКРЕПЛЕННОЙ ВЫСОКОЙ НАСЫПИ.

6.1. Основные принципы подбора механизированного отряда по устройству насы пи.

6.1.1. Технология устройства высокой насыпи из неукрепленного грунта.

6.1.2. Технология устройства высокой насыпи из укрепленного грунта методом смешения в установке.

6.1.3. Технология устройства высокой насыпи из грунтоизвесткового композита методом смешения на дороге.

6.1.4. Создание устойчивых конструкций высоких насыпей земляного полотна с использованием георешеток.

6.2. Экономическая эффективность перехода на строительство укрепленных высоких насыпей земляного полотна автомобильной дороги.

6.2.1. Экономическое обоснование проектных решений.

6.2.2. Расчет экономии денежных средств при использовании грунтоизвесткового композита.

6.2.3. Оценка эффективности инвестиционного проекта на основе динамических методов.

Практика строительства и эксплуатации автомобильных дорог, а также научные исследования в этой области со всей очевидностью подтвердили исключительное значение земляного плотна для обеспечения ровности, прочности и долговечности дорожных одежд. Кроме того, в настоящее время в связи с увеличением интенсивности и скоростей движения, ростом грузонапряженности и осевых нагрузок к прочности, устойчивости и надежности земляного полотна предъявляются более жесткие требования.

Наличие на сети автомобильных дорог большого количества неустойчивых участков земляного полотна объясняется не только недостаточностью противодеформационных и противооползневых мероприятий, ошибками при проектировании, нарушениями технологии земляного полотна и его неудовлетворительным текущим содержанием. Такое положение создалось еще и потому, что некоторые традиционные противодеформационные мероприятия по оздоровлению земляного полотна, особенно различные дренажные устройства, нередко не дают ожидаемого эффекта. Сложившиеся положения заставляют специалистов в области дорожного строительства рассматривать вопросы укрепления конструкций земляного полотна, а особенно высоких насыпей.

Переход на строительство конструкций высоких насыпей из грунтоизве-сткового композита позволит не только повысить общую устойчивость конструкций насыпей, увеличить срок эксплуатации, но и значительно снизить сроки строительства земляного полотна и объемы земляных работ в целом.

Актуальность данной работы связана с реализацией в нашей стране приоритетных национальных проектов: «Доступное и комфортное жилье - гражданам России», «Образование», «Здравоохранение» и «Развитие агропромышленного комплекса». Полученные результаты будут способствовать повышению социально-экономического уровня развития приоритетных национальных проектов за счет перехода при строительстве автомобильных дорог на использование качественно новых строительных материалов с использованием местного сырья.

Цель работы. Необходимость разработки эффективных грунтоизве-стковых композитов на основе глинистых пород КМА для строительства высоких насыпей автомобильных дорог.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение минералогического состава, структурных особенностей и свойств глинистых горных пород региона КМА как сырья для получения грунтоизвестковых композитов;

- исследование особенностей структурообразования грунтоизвестковых композитов с использованием известьсодержащих отходов (ИСО) и комплексного грунтоизвесткового вяжущего (КГИВ);

- разработка составов и изучение свойств грунтоизвестковых композитов для укрепления земляного полотна и строительства устойчивых конструкций высоких насыпей автомобильных дорог;

- модернизация методики расчета устойчивости и разработка теоретической модели работы конструкции высокой насыпи автомобильной дороги с учетом использования грунтоизвесткового композита;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в промышленных условиях.

Научная новизна работы. Предложен механизм формирования грунтоизвесткового композита на основе системы «глинистые породы незавершенной стадии минералообразований - ИСО», заключающийся во взаимодействии активного компонента глинистых пород, представленного рент-геноаморфным веществом, состоящим из смешанослойных глинистых образований, с Са(ОН)2, обеспечивающего протекание реакций пуццоланового типа в данной полиминеральной системе.

Выявлена модель микроструктурных трансформаций в системе «глинистая порода - перемещенный глинистый грунт - грунтоизвестковый композит», заключающаяся в наследовании структурных элементов глинистого грунта и упрочнении его известковым компонентом с образованием прочного каркаса грунтоизвесткового композита. Это позволяет на стадии выбора сырья, выявляя глинистые породы с оптимальным минералогическим составом, регулировать структурообразование грунтоизвесткового композита.

Установлен характер распределения частиц по размерам в системе «глинистая порода - комплексное грунтоизвестковое вяжущее». Для перемещенного глинистого грунта характерным диапазоном распределения пиков содержания частиц по размерам является 2,7-24,4 мкм, что объясняется содержанием в нем большого количества пылеватых и глинистых зерен. Известь-содержащие отходы характеризуются ярко выраженными пиками в диапазоне 99-261 мкм, что можно объяснить агрегацией активных фаз ИСО. Кривая гранулометрического состава КГИВ-30 имеет характерные пики в диапазоне 16,3-29,8 мкм; при этом для КГИВ-50 характерны пики в диапазоне 6,01-16,3 мкм, что оказывает положительное влияние на формирование микроструктуры грунтоизвесткового композита, вследствие гомогенизации и механоакти-вации КГИВ, и, как следствие, синтеза дорожно-строительных материалов с более прочной структурой.

Предложен алгоритм расчета конструкции высокой насыпи автомобильной дороги с использованием метода конечных элементов в зависимости от типа глинистых пород, вида вяжущего и состава грунтоизвесткового композита, заключающийся в определении свойств грунтов (числа пластичности, содержания фракции менее 0,005 мм, естественной и относительной влажности), теоретическом подборе составов грунтоизвесткового композита (ГИК), выборе вида вяжущего, определении физико-механических характеристик полученных ГИК и определении расчетных параметров ГИК на основании данных стабилометрии. Разработана теоретическая модель работы конструкции высокой насыпи на основе грунтоизвесткового композита, заключающаяся в установлении характера распределения возникающих напряжений в теле насыпи в зависимости от геометрических и прочностных параметров, характера нагружения и условий работы высокой насыпи. На основе полученных результатов моделирования доказана устойчивость разработанной модели конструкции высокой насыпи.

Практическое значение работы. Разработаны составы грунтоиз-вестковой смеси на основе глинистого сырья региона КМА и ИСО для использования при строительстве устойчивых конструкций высоких насыпей земляного полотна автомобильных дорог.

Установлена возможность активации вяжущих свойств известьсодер-жащих отходов путем получения комплексного грунтоизвесткового вяжущего на основе глинистых грунтов, низкоактивного известьсодержащего компонента, суперпластификатора и их совместной дезинтеграции.

Составлены технические условия по использованию комплексного грунтоизвесткового вяжущего при производстве грунтоизвестковых композитов для дорожного строительства.

Разработаны составы грунтоизвесткового композита на основе комплексного грунтоизвесткового вяжущего. Изучение свойств полученного вяжущего и грунтобетонов на его основе показало возможность получения более плотных и прочных структур материала с уменьшением водопотребности формуемых смесей. Предложены области рационального использования КГИВ.

Предложена технология строительства устойчивых конструкций высоких насыпей автомобильных дорог с использованием грунтоизвесткового композита на основе глинистых пород и низкоактивных известьсодержащих отходов.

Внедрение результатов исследований. Для широкомасштабного внедрения результатов работы при строительстве автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- технические условия на «Комплексное грунтоизвестковое вяжущее» ТУ 5744-001-02066339-2006;

- рекомендации по использованию глинистых пород КМА для производства грунтоизвестковых композитов;

- технический регламент на «Производство грунтоизвестковых композитов с использованием глинистых грунтов КМА и комплексного грунтоизвесткового вяжущего для строительства устойчивых конструкций высоких насыпей».

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270205 и 270106, что отражено в учебных программах дисциплин «Дорожно-строительные материалы и изделия», «Изыскания и проектирование автомобильных дорог», «Технология и организация строительства автомобильных дорог», «Инженерные сооружения в транспортном строительстве», «Инженерная геология».

На защиту выносятся:

- механизм формирования грунтоизвесткового композита на основе системы «глинистые породы незавершенной стадии минералообразований -ИСО»;

- модель микроструктурных трансформаций в системе «глинистая порода - перемещенный глинистый грунт - грунтоизвестковый композит»;

- характер распределения частиц по размерам в системе «глинистая порода - комплексное грунтоизвестковое вяжущее (КГИВ)»;

- алгоритм расчета конструкции высокой насыпи автомобильной дороги с использованием метода конечных элементов в зависимости от типа глинистых пород, вида вяжущего и состава грунтоизвесткового композита;

- составы грунтоизвестковой смеси на основе глинистого сырья региона КМА, ИСО и комплексного грунтоизвесткового вяжущего для использования при строительстве устойчивых конструкций высоких насыпей земляного полотна автомобильных дорог, а также области рационального использования КГИВ.

- модель работы конструкции высокой насыпи на основе грунтоизвесткового композита.

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в одиннадцати научных публикациях, в том числе в трех статьях в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 255 страницах машинописного текста, включающего 34 таблицы, 73 рисунка и фотографий, список литературы из 183 наименований, 8 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен механизм формирования грунтоизвесткового композита на основе системы «глинистые породы незавершенной стадии минералообра-зований - ИСО», заключающийся во взаимодействии активного компонента глинистых пород, представленного рентгеноаморфным веществом, состоящим из смешанослойных глинистых образований, с Са(ОН)2, обеспечивающего протекание реакций пуццоланового типа в данной полиминеральной системе.

2. Выявлена модель микроструктурных трансформаций в системе «глинистая порода - перемещенный глинистый грунт - грунтоизвестковый композит», заключающаяся в наследовании структурных элементов глинистого грунта и упрочнении известковым компонентом с образованием прочного каркаса грунтоизвесткового композита.

3. Установлен характер распределения частиц по размерам в системе «глинистая порода - комплексное грунтоизвестковое вяжущее». Для перемещенного глинистого грунта характерным диапазоном распределения пиков является 2,7-24,4 мкм, что объясняется содержанием в нем большого количества пылеватых и глинистых зерен. Известьсодержащие отходы характеризуются ярко выраженными пиками в диапазоне 99-261 мкм, что можно объяснить агрегацией активных фаз ИСО. Кривая гранулометрического состава КГИВ-30 имеет характерные пики в диапазоне 16,3-29,8 мкм, при этом для КГИВ-50 характерны пики в диапазоне 6,01-16,3 мкм, что оказывает положительное влияние на формирование микроструктуры грунтоизвесткового композита, вследствие гомогенизации и механоактивации КГИВ, и, как следствие, синтеза дорожно-строительных материалов с более прочной структурой.

4. Предложен алгоритм расчета конструкции высокой насыпи автомобильной дороги с использованием метода конечных элементов в зависимости от типа глинистых пород, вида вяжущего и состава грунтоизвесткового композита, заключающийся в определении свойств грунтов (числа пластичности, содержания фракции менее 0,005 мм, естественной и относительной влажности), теоретическом подборе составов грунтоизвесткового композита (ГИК), выборе вида вяжущего, определения физико-механических характеристик полученных ГИК и определении расчетных параметров ГИК на основании данных стабилометрии. Разработана теоретическая модель работы конструкции высокой насыпи на основе грунтоизвесткового композита, заключающаяся в установлении характера распределения возникающих напряжений в теле насыпи в зависимости от геометрических и прочностных параметров, характера нагружения и условий работы высокой насыпи. На основе полученных результатов моделирования доказана устойчивость разработанной модели конструкции высокой насыпи.

5. Разработаны составы грунтоизвестковой смеси на основе глинистого сырья региона КМА и ИСО для использования при строительстве устойчивых конструкций высоких насыпей земляного полотна автомобильных дорог. Анализ прочностных характеристик синтезированных конгломератов показал, что при использовании в качестве вяжущего ИСО получаются композиты с прочностью 5,3 МПа, а при использовании в качестве вяжущего КГИВ -4,2-5,1 МПа, без учета технологического коэффициента, удовлетворяющие требованиям водо- и морозостойкости.

6. Установлена возможность активации вяжущих свойств известьсодержащих отходов путем получения комплексного грунтоизвесткового вяжущего на основе глинистых грунтов, низкоактивного известьсодержащего компонента, суперпластификатора и их совместной дезинтеграции. Разработаны составы грунтоизвесткового композита на основе комплексного грунтоизвесткового вяжущего. Изучение свойств полученного вяжущего и грунтобетонов на его основе показало возможность получения более плотных и прочных структур материала с уменьшением водопотребности формуемых смесей при снижении известкового вяжущего. Предложены области рационального использования КГИВ.

7. Для широкомасштабного внедрения результатов работы при строительстве автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- технические условия на «Комплексное грунтоизвестковое вяжущее» ТУ 5744-001-02066339-2006;

- рекомендации по использованию глинистых пород КМА для производства грунтоизвестковых композитов;

- технический регламент на «Производство грунтоизвестковых композитов с использованием глинистых грунтов КМА и комплексного грунтоизвесткового вяжущего для строительства устойчивых конструкций высоких насыпей».

8. Экономическая эффективность внедрения разработанных составов грунтоизвесткового композита при строительстве высоких насыпей на основе известьсодержащих отходов достигается за счет уменьшения объемов работ, полосы отвода, увеличения межремонтных сроков и избегания замены грунта.

205

1. Филатов MM. Основы дорожного грунтоведения / М.М. Филатов. -М.: Гострансиздат. 1936. - 303 с.

2. Балсеиов ЮМ. Многокомпонентные бетоны с техногенными отходами / IO.M. Баженов // Современные проблемы строительного материаловедения. Материалы международной конференции. Самара. - 1995. - Ч. 4. - С. 3-4.

3. Технология и механизация укрепления грунтов в дорожном строительстве / В.М. Безрук, Е.Ф. Левицкий, Л.Н. Ястребова, М.А. Либерман и др. М.: Транспорт, 1974. - 162 с.

4. Безрук В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве / В.М. Безрук. М.; Транспорт. -1971. - 247 с.

5. Безрук В.М. Дорожные одежды из укрепленных грунтов / В.М. Безрук, А.С. Еленович. М.: Высш. шк., 1969. - 329 с.

6. Безрук В.М. Основные принципы укрепления грунтов / В.М. Безрук. -М.: Транспорт, 1987.-32 с.

7. Безрук В.М. Основные принцип укрепоения грунтов / В.М. Безрук. -М.: Транспорт, 1987. 32 с.

8. Укрепленные грунты: Свойства и применение в дорожном строительстве / В.М. Безрук, И.Л. Горняков, Т.М. Луканина, Р.А. Аганова. М.: Транспорт, 1982.-231 с.

9. Бируля А.К. Структурообразование при комплексном укреплении грунтов / А.К. Бируля, Н.Ф. Сасько // Сб. Физико-химическая механика почв, грунтов, глин и строительных материалов. Ташкент, «ФАН» УзССР. -1966.-С. 131-137.

10. Морозов С.С. Цементирующая способность глинистых частиц некоторых грунтов СССР по отношению к кварцевому песку по сравнению с портландцементов / С.С. Морозов. М.: МГУ. - 1951. -40 с.

11. Морозов С.С. Цементирующая способность некоторых грунтов в аэродромном и дорожном строительстве / С.С. Морозов. м.: Транспорт. -1969.-314 с.

12. Перший Н.Н. Теория и методы укрепления переувлажненных грунтов смолами холодного отверждения / Н.Н. Першин. А.П. Платонов, К.П. Глинская // Материалы к VI Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. М.: МГУ. - 1968. - С. 174-178.

13. Рыбы'в И.А. Общий курс строительных материалов: учеб. пособие для вузов / И.А. Рыбьев. М.: Высшая школа. - 1987. - 584 с.

14. Сергеев Е.М. Инженерная геология / Е.М. Сергеев. М.: МГУ. -1978.-384 с.

15. Сергеев Е.М. Современное состояние технической мелиорации грунтов и перспективы ее развития / Е.М. Сергеев // Пленарные доклады и решение VI Всесоюзного совещания по закреплению и уплотнению грунтов. М.: МГУ.- 1970.-С. 11-12.

16. Евгепьев И.Е. Земляное полотно автомобильных дорог на слабых грунтах / И.Е. Евгеньев, В.Д. Казарновский. М.: Транспорт, 1976. - 336 с.

17. Крупнообломочные грунты в дорожном строительстве / Э.М. Доб-ров, В.А. Любченко, В.А. Анфилов и др. М.: Транспорт, 1981. - 184 с.

18. Глинистые грунты повышенной влажности в дорожном строительстве / Э.М. Добров, Ю.М. Львович, Э.К. Кузахметова и др. М.: Транспорт, 1992.-240 с.

19. Баловпев В.И. Интенсификация разработки грунтов в дорожном строительстве / В.И. Баловнев, Л.А. Хмара. М.: Транспорт, 1993. - 383 с.

20. Дорожные одежды из местных материалов: Учеб. пособие для вузов /

21. A.К. Славуцкий, В.Г. Волков, Б.И. Курденков и др. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1977. - 262 с.

22. Маслов Н.Н. Механика грунтов в практике строительства (оползни и борьба с ними): Учебное пособие для вузов / Н.Н. Маслов. М.: Стройиздат, 1977.-328 с.

23. Соколов Н.В. Глинистые породы и их свойства / Н.В. Соколов // Со-ровский образовательный журнал. Том 6, №9. - 2000. - С. 59-65.

24. Соколов В.Н. Микромир глинистых пород / В.Н. Соколов // Соров-ский Образовательный Журнал, 1996. -№3. С. 56-64.

25. Соколов В.Н. Формирование микроструктуры глинистых пород /

26. B.Н. Соколов // Соровский Образовательный Журнал, 1998. №7. - С. 83-88.

27. Шлыков В.Г. Рентгеновские исследования грунтов: учеб. пособие / В.Г. Шлыков. М.: МГУ. - 1991. - 184 с.

28. Маслов Н.Н. Условия устойчивости склонов и откосов в гидроэнергетическом строительстве / Н.Н. Маслов. М.: Госэнергоиздат, 1955. - 468 с.

29. Маслов Н.Н. Прикладная механика грунтов / Н.Н. Маслов. М.: Машстройиздат, 1949. - 328 с.

30. Маслов Н.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии / Н.Н. Маслов. М.: Высш. шк., 1968. - 630 с.

31. Вяюв С.С. Реология мерзлых грунтов / С.С. Вялов М.: Стройиздат, 2000.-464 с.

32. Вялов С.С. Реологические основы мерзлых грунтов / С.С. Вялов М.: Высшая школа, 2000. - 295 с.

33. Голъдштейп М.Н. Механические свойства грунтов / М.Н. Гольд-штейн. -М.: Стройиздат, 1971. -368 с.

34. Горькова ИМ. Теоретические основы оценки осадочных пород в инженерно-геологических целях / И.М. Горькова. М.: Наука, 1966. - 136 с.

35. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. М.: Транспорт. - 1980. - 260 с.

36. Справочник инженера-дорожника. Строительство автомобильных дорог. М.: Транспорт. - 1982. - 586 с.

37. Браславский В.Д. Противооползневые конструкции на автомобильных дорогах / В.Д. Браславский, Ю.М. Львович, J1.B. Грицюк и др. М.: Транспорт, 1985.-301 с.

38. Адамович А.Н. Закрепление грунтов и противофильтрациопные завесы / А.Н. Адамович. М.: Энергия. - 1980. - 320 с.

39. Аскалопов В.В. Силикатизация лессовых грунтов / В.В. Аскалонов. -М.: Стройиздат. 1954. - 40 с.

40. Бучацкж Г.В. Создание противофильтрационных завес с опытным применением нового химического тампонажного раствора / Г.В. Бучацкий // Гидротехническое строительство. 1976. -№4. - С. 4-6.

41. Волков Ф.Е. Новый химический способ борьбы с деформациями лессовых пород / Ф.Е. Волков // Тр. Совещания по проблемам лессовых пород. -Ташкент.: ФАН. 1985. Т. 3. - С. 24-29.

42. Воронксвич С.Д. Газовая силикатизация песчаных пород / С.Д. Во-ронкевич. J1.A. Евдокимова. М.: МГУ. - 1974. - 150 с.

43. Воропкевич С.Д. Опыт применения инъекционного раствора па основе эпоксидной смолы для уплотнения скальных осадочных пород в районе створа Рогунской ГЭС / С.Д. Воронкевич // Гидротехническое строительство. -1981.-№10. С. 15-17.

44. Воронкевич С.Д. Повышение надежности инъекционного химического закрепления лессовых грунтов / С.Д. Воронкеич, Т.Т. Абрамова, Н.А. Ларионова // Инженерная геология. 1992. - №6. - С. 25-33.

45. Жинкгш Т.Н. Электрохимическое закрепление грунтов в строительстве / Г.Н. Жинкин. Л.-М.: Стройиздат. - 1966. - 160 с.

46. Камбефор А. Инъекция грунтов / А. Камфебор. М.: Энергия. -1971.-333 с.

47. Литвинов И.М. Укрепление и уплотнение просадочных грунтов в жлищном и промышленном строительстве / И.М. Литвинов. Киев.: Буд1*вельник. - 1977. - 288 с.

48. Ржатщын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве / Б.А. Ржаницын. М.: Стройиздат. - 1986. - 264 с.

49. Воронкевич С.Д. Основы технической мелиорации грунтов / С.Д. Воронкевич. М.: Научный мир. - 2005. - 504 с.

50. Соколович В.Е. Новые способы закрепления лессовых грунтов / В.В. Соколович. В.А. Губкин, А.Г. Овчаренко. Днепропетровск: Проминь. -1975.- 127 с.

51. Соколович В.Е. Химическое закрепление грунтов / В.Е. Соколович. -М.: Сройиздат. 1980. - 119 с.

52. Тампонаж обводненных горных пород: справочное пособие / Под ред. Э.А. Кипко. М.: Недра. - 1989. - 318 с.

53. Толстопятое Б.В. К вопросу об электрохимическом укреплении грунтов / Б.В. Толстопятов // Почвоведение. 1940. - №8. - С. 67-82.

54. Исследование вопросов термического упрочнения пылеватых суглинков Дальнего Востока / И.М. Тюрин. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. - Хабаровск, 1965. - 20 с.

55. Хямяляйпец В.А. Физико-химическое укрепление пород при сооружении выработок / В.А. Хямяляйнец, В.И. Митраков, П.С. Сыркин. М.: Недра. - 1996.-352 с.

56. Bell F.G. Engineering treatment of soil (1st end). LondonA У and FN Spon, 1993.-290 p.

57. Вгони В.В. Stabilization of soil with lime columns // Foundation Engineering Handbook (2st end). H.-Y. Fang ed. N.-Y.: Van Nostrend Reinliold, 1991. P. 833-855.

58. Grouting in Geotechnical Engineering // Proceedings of tlie Conferences. N.-Y.: ASCE, 1982.- 1018 p.

59. Winlercorn H.F., Pamukscu S. Soil Stabilization and grouting // Foundation Engineering Handbook (2st end). H-Y. Fang ed. N.-Y.: Van Nostrend Reinhold, 1991. P. 317-378.

60. A.C. № 1791537. Способ закрепления грунтов / H.H. Фатеев, Н.Г. Власов, С.Н. Одинцов и др. Опубл. 30.01.1993, бюл. №4.

61. А.С. № 1802048. Способ укрепления откосов / С.В. Глаголев, С.К. Свистулова. Опубл. 15.03.1993, бюл. №10.

62. Способ закрепления грунта. Патент № 2133795 / A.M. Голованов , В.И. Пашков, В.И. Сергеев. Опубл. 27.07.1999, бюл. №21 (II)/

63. А.С. № 1659590. Способ термического укрепления грунта / А.П. Юр-данов, Г.П. Гусева. Опубл. 10.06.1991, бюл. № 24.

64. А.С. № 1807175. Способ укрепления оползневого откоса / А.И. Гу-дич. Опубл. 7.04.1993, бюлл. № 13.

65. А.С. № 1664972. Способ закрепления грунта для дорожного покрытия / B.C. Прокопец. Опубл. 23.07.1991, бюл. № 27.

66. А.С. № 1698370. Композиция для закрепления песчаного грунта / Н.А. Блеснина, М.Н. Ибрагимов. Опубл. 15.12.1991, бюл. №46.

67. А.С. № 1827408. Состав длязакрепления торфяных грунтов / Ю.А. Грачев, Н.А. Блеснина, JI.B. Аксенов. Опубл. 15.07.1993, бюл. № 26.

68. Способ укрепления грунтов. Патент № 213680 / А.В. Конюхов, АЛО Лукин, Д.А. Конюхов. Опубл. 27.08.1999, бюл. № 24 (III).

69. А.С. № 1664972. Способ закрепления грунта для дорожного покрытия / B.C. Прокопец. Опубл. 07.09.1991, бюл. № 33.

70. А.С. № 1796743. Вяжущее для закрепления песчаного грунта / Л.С. Шаврина. Опубл. 23.02.1993, бюл. № 7.70. www.unr494.ru/ Главная страница ООО «494-УНР». 10.11.2003.

71. Гурячков И. JI. Комплексные методы укрепления грунтов цементом и добавками неорганических веществ / И.Л. Гурячков, В.М. Безрук // Труды Союздорнии. М.: Союздорнии. - 1970. - Вып. 38. - С. 4—46.

72. Гончарова JI.B. Основы искусственного улучшения грунтов / Л.В. Гончарова. М.: МГУ. - 1973. - 376 с.

73. Гончарова Л.В. Влияние минералогического состава грунтов на эффективность их цементации / Л.В. Гончарова, В.Г. Самойлов // Вестник МГУ. 1975,-№8.-С. 78-91.

74. Воронкевич С. Д. Роль основных факторов в укреплении дисперсныхгрунтов золошлаковыми вяжущими / С.Д. Воронкевич, Л.А. Евдокимова,

75. Н.А. Ларионова, Е.Н. Огородникова // Инженерная геология. 1986. - №3. -С. 43 -54.

76. Данилович И. 10. Использование топливных шлаков и зол для производства строительных материалов / И.Ю. Данилович, Н.А. Сканави. М.: Высшая школа. - 1988. - 72 с.

77. Гридчии A.M. Роль известьсодержащего компонента в процессах формирования микроструктуры грунтобетона (A.M. Гридчин, В.В. Строкова,

78. A.Ф. Щеглов) // Строительные материалы / Ежемесячный научно-технический и производственный журнал. М., 2002 - №8 - С. 24-25.

79. Грунтобетоны на основе глинистых пород КМА для дорожного строительства / Щеглов А.Ф. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. - Белгород, 2003, БГТУ. - 22 с.

80. Грунтобетоны на основе техногенного сырья КМА для дорожного строительства / Карацупа С.В. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. - Белгород, 2006, БГТУ.-23 с.

81. Безрук В.М. Дорожные основания из стабилизированных грунтов /

82. B.М. Безрук, К.А. Князюк. -М.: Дориздат. 1951. - 188 с.

83. Кострико М.Т. Новый метод гидрофобной стабилизации связных грунтов / М.Т. Кострико // Автомобильные дороги. 1955. - № 4. - С. 8-9.

84. Марков JI.A. Улучшение свойств грунтов поверхностно-активными и структурообразующими веществами / Л.А. Марков, И.И. Черкасов. М.: Ав-тотрансиздат. - 1963. - 176 с.

85. Першин Н.Н. Теория и методы укрепления переувлажненных грунтов смолами холодного отверждения / Н.Н. Першин. А.П. Платонов, К.П.

86. Глинская // Материалы к VI Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. -М.: МГУ. 1968. - С. 174-178.

87. Черкасов И.И. Механические параметры и консистенция связных грунтов / И.И. Черкасов, Г.И. Шевченко // Сб. Строительная теплотехника. -М.-Л.: Энергия. 1966. - С. 21-25.

88. Ястребова JI.H. Метод укрепления переувлажненных грунтов органическими вяжущими / Л.Н. Ястребова. М.: Автотрансиздат. - 1962. - 33 с.

89. Кубасов А.У. Строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог / А.У. Кубасов, ЮЛ. Чумаков, С.Д. Широков. М.: Транспорт, 1985. -254 с.

90. Дорожные одежды с основаниями из укрепленных материалов / Ю.М. Васильев, В.П. Агафонцева, B.C. Исаев и др. М.: Транспорт, 1989. -191 с.

91. Шитщып B.C. В содружестве с наукой / B.C. Шипицын // Автомобильные дороги. 2000. - №8. - с. 28-29.

92. Агафонцева В.П. Улучшение уплотняемости цементогрунта / В.П. Агафонцева, Ю.М. Васильева // Автомобильные дороги. 1973. - №4. - С. 26-27.

93. Гончарова JI.B. Основы искусственного улучшения грунтов (техническая мелиорация) / Л.В. Гончарова. М.: МГУ, 1973. - 373 с.

94. Бутт Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев. В.В. Тимашев. М.: Высш. шк., 1980. - 472 с.

95. Сычев М.М. Некоторые вопросы химии межзерновой конденсации при твердении цементов / М.М. Сычев // Цемент. 1982. - №8. - С. 7-9.

96. Сычев М.М. Активация твердения портландцемента с помощью глинистых добавок / М.М. Сычев // Цемент. 1982. -№1. - С. 12-13.

97. Черкипскнй 10.С. Химия полимерных неорганических вяжущих веществ. М.: Химия, 1967. - 224 с.

98. Строкова В.В. Грунтобетоны па основе глинистых пород КМА для дорожного строительства: монография / В.В. Строкова, А.Ф. Щеглов. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. - 152 с.

99. Дорожные цементобетоны с заполнителями из железистых отходов горнорудной промышленности Курской магнитной аномалии / Шухов В.И. -Автореф. дис. канд. тех. наук. Харьков, 1990. - 20 с.

100. ФилатовММ. Основы дорожного грунтоведения / М.М. Филатов. -М.: Гострансиздат. 1963. - 303 с.

101. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика / П.А. Ребиндер. М.: Знание, 1988.-64 с.

102. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур / П.А. Ребиндер. М.: Наука, 1966.-400 с.

103. Безрук В.М. Укрепленные грунты / В.М. Безрук. М.: Транспорт, 1982.-231 с.

104. Грунтоведение / Под ред. Е.М. Сергеева. М.: Изд-во МГУ, 1983. -389 с.

105. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги и аэродромы. М.: Госстрой, 1987. - 56 с.

106. Безрук ВМ. Геология и грунтоведение: учеб. для техникумов / В.М. Безрук. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1984. - 224 с.

107. Бабков В.Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов: Учеб. пособие / В.Ф. Бабков, В.М. Безрук. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986.-239 с.

108. Кострико М.Т. Новый метод гидрофобной стабилизации связных грунтов / М.Т. Кострико // Автомобильные дороги. 1961. -№5. - С. 10-12.

109. Левчановский Г.Н. Укрепление грунтов известью в дорожно стрительстве / Г.Н. Левчановский. м.: Транспорт. - 1977. - 419 с.

110. Левчановский Г.Н. Некоторые вопросы теории известкования поч-во-груптов в дорожно-строительных целях / Г.Н. Левчановский // Труды Совещания по теоретическим основам технической мелиорации грунтов. М.: МГУ.-1961.-С. 200-204.

111. Левчановский Г.Н. Укрепление грунтов гидрофобизировнной молотой негашеной известью в Новосибирской области / Г.Н. Левчановский, З.Ф. Егорова, A.M. Зверькова // Автомобильные дороги . М. - 1961. - № 5. -С. 10-12.

112. Левчановский Г.Н. Применение молотой негашеной извести в дорожном строительстве / Г.Н. Левчановский // Автомобильный транспорт. -М,- 1953.-№3.-С. 7-8.

113. Левчановский Г.Н. Укрепление грунтов молотой негашеной известью / Г.Н. Левчановский // Труды Саратовского автомобильно-дорожного иснститута. Сб. 12. Саратов: САДИ. - 1953. - С. 50-68.

114. Левчановский Г.Н. Укрепление переувлажненного супесчаного грунта гидрофобной известью в условиях Новосибирской области / Г.Н. Левчановский // Материалы VII Всесоюзного совещания по закреплению и уплотнению грунтов. Л.: Энергия. - 1971. - С. 216-218.

115. Левченко А.В. Определение добавки извести при укреплении грунтов / Г.Н. Левчановский // Автомобильные дороги. М. - № 1. - 1975. -С. 19-21.

116. Левченко А.В. Изучение механизма взаимодействия переувлажненного грунта с известью / Г.Н. Левчановский // Коллоидный журнал. М.: АН СССР. -№ 1. Т. 32. - 1970. - С. 550-557.

117. Левчановский Г.Н. Опыт устройства дорожных одежд из укрепленных грунтов в Новосибирской области / Г.Н. Левчановский, З.Ф. Егорова // Автомобильные дороги. М. - № 4. - 1960. - С. 5-7.

118. Дорожные одежды с основаниями из укрепленных материалов / Ю.М. Васильев. М.: Транспорт. - 1989. - 191 с.

119. Рекшинская Л.Г. Атлас электронных микрофотографий глинистых минералов / Л.Г. Рекшинская. М.: Недра, 1966. - 230 с.

120. Маслов Н.Н. Механика грунтов / Н.Н. Маслов. М.: Высшая школа. - 1969.-490 с.

121. СНиП 2.02.01-83*. Основание зданий и сооружений. М.: Госстрой. - 1995. - 27 с.

122. Методические указания к расчету устойчивости откоса армированного георешетками / В.Г. Семендяев. -М.:Союздорнии, 2004. 15 с.

123. Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. СН 25-74. М., Стройиздат, 1974. 128 с.

124. Обеспыливание автомобильных дорог и аэродромов. М.: Транспорт, 1973. 148 с.

125. Вяжущие материалы / А.А. Пащенко, В.П. Сербии, Е. А. Старчев-ская Киев: Вища школа. - 1975. - 444 с.

126. Аиарян JI.C. Свойства слабых грунтов и методы их изучения / Л.С. Амарян. М.: Недра. - 1990. - 220 с.

127. Кригер Н.И. Лесс. Формирование просадочных свойств / Н.И. Кри-гер. М.: Наука. - 1986. - 132 с.

128. Агафонцева В. П. Улучшение уплотняемости цементогрунта / В. П. Агафонцева, 10. М.Васильев // автомобильные дороги. 1973. - №4. - С. 26 -27.

129. Егоров И.В. Использование молотой негашеной извести для строительства оснований и покрытий из переувлажненных глинистых грунтов / И.В. Егоров. Лениздат. - 1962. - 162 с.

130. Eades J.L., Nicols P.P., Grim R.E. Formation of New Minerals with Lime Stabiliration as Proven by Field Experiments in Virginia. HPvR, Bull, 335, 1962.

131. Российский статистический ежегодник, 1994 г. М.: Госкомстат России, 1995. 627 с.

132. Hilt G.H., Davidson D.T. Isolation and Investigation of a Lime Mont-morillonite Crystalline Reaction Product. HRB Bull. 304,1961.

133. Губерман Ф. Долговечность дорог / Ф. Губерман // Строительная газета. 1998.-№ 38. - №5. - С. 61-64

134. Строительство автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника / В.А. Бочин, М.И. Вейцман, Е.М. Зейгер и др.; Под ред. В.А. Бо-чина. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. - 512 с.

135. Mitchell J. К., El Jack S. A. The fabric of soil-cement and its formation // Clays and Clay minerals. Proc. 14th Conf. Oxford-New-York: Pergamon Press, 1966. P. 297-305.

136. Thompson M.R. Lime Reactivity of Illinois Soil // J. Soil Mechan. Foundation Division Proc. Amer. Soc. Civil Engineers. 1966. Sm5. P. 67-92.

137. ГОСТ 5180-84. Грунты.методы лаборанторного определния физических характеристик: Межгосстандарт. введ. 01.07.1985. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 23 с.

138. Горшков B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: Учеб. пособие / Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. -М.:Высшая школа, 1981. 335 с.

139. Хигерович М.Н. Физико-химические и физические методы исследования строительных материалов / Хигерович М.И., Меркин А.П. М.: Высшая школа, 1968. - 136 с.

140. Миркип ЛИ. Рентгеноструктурный анализ. Справочное руководство / Миркин Л.И. М.: Наука, 1976. - 570 с.

141. Берг Л. Г. Введение в термографию. М.: Наука. 1969. - 394с.

142. Горшков B.C. Термография строительных материалов. М.: Строй-издат, 1968.-238 с.

143. Рамачапдран B.C. Применение дифференциального термического анализа в химии цементов. М.: Стройиздат, 1977. - 408 с.

144. Лодочников В.Н. Главнейшие породообразующие минералы. М.: Госгеолтехиздат, 1955.

145. Заварицкии В.А. Петрография. Микроскопический метод в петрографии. Т. III. Л.: Изд-во Ленингр. горн, ин-та, 1970. - 225 с.

146. ГОСТ 22688-77. Известь строительная. Методы испытаний. Введ. 29.07.77.-23 с.

147. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Введ. 1.01.97. - 38 с.

148. ГОСТ 12248-95. Грунты. Методы определния характеристик деформируемости и просадочности. Физико-механические характеристики: Госстандарт. введ. 01.01.1995. - М.: Изд-во стандартов, 1995. - 9 с.

149. Соколов В.Н. Принципы моделирования и прогноза свойств глинистых пород на основе их состава и микростроения / В.Н. Соколов, В.А. Королев, В.Г. Шлыков // Вестник Московского Университета. Серия 4 Геология. -М.: МГУ. 1997. -№ 4.

150. Осипов В.И. Микроструктура глинистых пород / В.И. Осипов, В.Н. Соколов, Н.А. Румянцева // Под ред. академика Е.М. Сергеева. М.: Недра. - 1989. - 211с.

151. СН 25-74. Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. введ. 01.07.1975. - 128 с.

152. Реотехнологические свойства фарфорофаянсовых масс и изделий с комплексными органо-минеральными добавками / О.А. Слюсарь. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. - Белгород, 1998. - 20 с.

153. Яковлева Т.Г. Модифицирование прочности и устойчивости земляного полотна / Т.Г. Яковлева, Д.И. Иванов. М.: Транспорт. - 1980. - 255 с.

154. Исследование влияния структурных характеристик на основные физико-механические свойства бетонов / Алимов Л.А.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Спец. 05-484. М., 1970. - 12 с.

155. Гладков Д.И. Сопротивление бетона разрушению / Д.И. Гладков // Изв. ВУЗов. Строительство, 2004. № 8. - С. 47-52.

156. Гвоздев А.А. Прочность, структурные изменения и деформации бетона / А.А. Гвоздев. М.: Стройиздат, 1978. - 298 с.

157. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушений / Ю.В. Зайцев. М.: Стройиздат, 1982. - 196 с.

158. Тяжелый бетон высокоплотной контактной структуры / А.И. Топчиев. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. - Белгород. - 2006. - 24 с.

159. S. Littmarck, и. Ал., Решая отличительные уравнения, Индустриальная физика, Американский Институт Физики, февраль / март 2001. URL: http://www.aip.org/tip/pastiss.html

160. S. Littmarck, и. Ал., Математика, модели, движение и больше, Журнал проекта, Penton Средства информации (Кливленд, О), Май 2000. URL: http://www.aip.org/tip/pastiss.litml

161. Прогнозирование циклической долговечности герметизирующего материала в деформационных швах жестких аэродромных покрытий / О.А. Сидоркин. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. - Воронеж. - 2005. - 20 с.

162. Femlab. Version 2.3.0.145. Copyright (с) 1994-2002 by COMSOL AB, 10-Jun-2002. -485 p.

163. Кукла В.А. Технология и организация производства земляных работ / В.А. Кукла, В.Д. Босак, А.Г. Прентковский. Киев: Будивельник, 1978. -176 с.

164. Камепецкий Б.И. Организация строительства автомобильных дорог: Учеб. пособие для автодорожных техникумов / Б.И. Каменецкий, И.Г. Кошкин. М.: Транспорт, 1983. - 3-е изд., перераб. и доп.- 152 с.

165. ЕНиР-79. Строительные нормы и расценки при выполнении земляных работ. 1979. 75 с.

166. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги. Строительство: Межгосстандарт. введ. 01.01.1985. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 12 с.

167. Технология строительства автомобильных дорог. 4.1 / В.М. Сиден-ко, О.Т. Батраков, А.И. Леушина // Технология строительства земляного полотна. Киев, Изд-во «Вища школа». - 1970. - 236 с.

168. Евгепьев И.Е. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. Минтрансстрой / И.Е. Евгеньев. М.: Транспорт, 1982. -160 с.180. www.unr494.ru/ Главная страница ООО «494-УИР». 10.11.2003.

169. Расчетные показатели для составления проектов организации строительства. М.: ЦНИИОМТП Госстрой СССР, 1978. - Ч. 10 - 305 с.

170. Государственные элементные сметные нормы на строительные работы ГЭСН 81-02-01-2001.Земляные работы / Госстрой России. М., 2000. -204 с.

171. Государственные элементные сметные нормы на строительные работы ГЭСН 81-02-27-2001.Автомобильные дороги / Госстрой России. М., 2000.-88 с.