автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Минеральные бетоны из скальных пород КМА для оснований автомобильных дорог

На правах рукописи

ШАПОВАЛОВ Сергей Михайлович

МИНЕРАЛЬНЫЕ БЕТОНЫ ИЗ СКАЛЬНЫХ ПОРОД КМА ДЛЯ ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Специальность 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 (БГТУ) им. ВТ. Шухова

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Лесовик Валерий Станиславович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Носов Владимир Петрович

кандидат технических наук, доцент Клименко Василий Григорьевич

Ведущая организация

Воронежский государственный архитек' турно-строительный университет (ВГАСУ)

Зашита состоится б " декабря 2006 года в 10 22 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном техно* логическом университете им. В.Г. 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 " 3 " ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

'А. Смоля го

Актуальность. Состояние дорожной сети - один из критериев уровня развитая государства. Поэтому новый этап в развитии и становлении дорожной сети России характеризуется переходом на создание сложных конструкций дорожных одежд, которые обеспечивают повышенную комфортность, долговечность и высокие транспортно-эксплуатацнонные свойства автомобильных дорог. Традиционная технология устройства щебеночных оснований дорожных одежд состоит из сложных технологических процессов. Наиболее трудоемким является процесс уплотнения щебня в слое основания. При этом количество проходов катка по одному следу измеряется десятками, что заметно удлиняет сроки строительства дорожной одежды.

Разработка и получение минерального бетона с высокоплотной упаковкой — один из выходов в сложившейся ситуации не только в регионе, но и в России за счет оптимально подобранной упаковки минеральной смеси и использования местного щебеночного материала из попутно добываемых скальных пород КМА. Немаловажно то, что получение минеральной смеси и устройство оснований дорожных одежд из минерального бетона возможно круглогодично. Укрепление минеральной смеси смесями с высокой проникающей способностью (СВПС), полученных путем совместного помола цемента и отходов мокрой магнитной сепарации (ММС), позволяет не только повысить транспортно-эксплуатацнонные свойства автомобильной дороги, но и способствует утилизации самого крупнотоннажного отхода.

Внедрение минерального бетона иа основе попутнодобываемых скальных пород КМА и использование отходов ММС железистых кварцитов при получении СВПС позволяет исключить возможность устройства оснований из дорогостоящего привозного шебеня и, следовательно, значительно снизить не только себестоимость конструкции дорожной одежды, но и улучшить в значительной степени экологическую обстановку благодаря утилизации отходов ММС.

Цель работы. Разработка минерального бетона на основе щебеночного материала из попутно-добываемых скальных пород КМА для оснований автомобильных дорог.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка методики расчета составов минерального бетона для оснований автомобильных дорог;

- разработка смесей с повышенной проникающей способностью на основе ТМЦ, с использованием отходов ММС, для укрепления минеральных смесей;

- разработка технологии устройства основания дорожной одежды с применением как укрепленного, так и неукрепленного минерального бетона;

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

3

Научная новизна.' Предложены принципы проектирования составов минерального бетона из пород анизотропной текстуры, заключающиеся в создании плотной упаковки заполнителя на основе установленной математической зависимости случайного распределения зерен различного размера и морфологии, при использовании которых образуется наименьшая пустот-ность и оптимизируются энергозатраты на ее уплотнение.

Установлен характер зависимости между количеством проходов катка по следу, необходимого для уплотнения смеси, до проектной пустотностн, и временем вибрирования щебеночной смеси в лабораторных условиях, позволяющей разработать оптимальную технологию щебеночного основания.

Установлено, что максимальному расслаиванию из подобранных минеральных смесей подвержены смеси с прерывной гранулометрией и смеси на основе пород сланцевой толщи, что предопределяется характером поверхности и высокой лещадностью щебня.

Установлен характер зависимости подвижности смесей с высокой проникающей способностью с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов от количества суперпластификатора С-3 и мель-мент и ее влияние на прочность и морозостойкость укрепленного минерального бетона.

Практическое значение работы. Предложена рациональная область использования вмещающих скальных пород в качестве основного материала для получения минерального бетона и крупнотоннажных отходов железорудных месторождений - отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов - в качестве сырьевых компонентов при производстве многокомпонентных вяжущих.

Предложена методика по определению модуля упругости минерального бетона установкой динамического нагружения Дина-ЗМ, заключающаяся в вычислении модуля упругости материала слоя дорожной одежды, на основе общего модуля упругости экспериментальной конструкции дорожной одежды.

Разработана технология получения и составы смесей с высокой проникающей способностью для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог, заключающаяся в получении тонкомолотых цементов с использованием отходов ММС железистых кварцитов, суперпластификаторов С-3 и мельмент.

Предложена технология устройства оснований автомобильных дорог с применением укрепленных смесями с высокой проникающей способностью и неукрепленных минеральных смесей.

Произведен подбор составов'минеральной смеси для оснований'автомобильных дорог с прерывной и непрерывной гранулометрией на основе скальных попутно-добываемых пород КМА.

Получены минеральные бетоны на основе скальных пород КМА, укрепленные смесями с высокой проникающей способностью по методу пропитки.

Внедрение результатов исследований. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлена на ряде участков при строительстве оснований дорожных одежд дорог П, IV категории в Белгородской области.

Для широкомасштабного внедрения результатов работы при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- рекомендации по использованию вмещающих скальных пород КМА для устройства оснований автомобильных дорог из минерального бетона;

- технические условия "Минеральные щебеночные смеси для оснований автомобильных дорог из вмещающих скальных пород КМА" ТУ 5711 — 001 — 02066339-2006;

- технологический регламент на "Производство минерального бетона с использованием вмещающих скальных пород КМА для устройства оснований автомобильных дорог".

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270106, 270205 и 340100.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международной научно-технической Интернет-конференции "Перспективы развития дорожно-строительного комплекса" (г. Брянск, 2006), III Международной научно-практической конференции "Проблемы экологии: наука, промышленность, образование" (г. Белгород, 2006).

Публикации. По материалам и результатам исследований опубликовано 5 работ, в том числе одна статья в издании, входящем в перечень ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 230 страницах машинописного текста, включающего 44 таблицы, 45 рисунков и фотографий, список литературы из 162 наименований, 7 приложений.

На защищу выносятся:

- принципы проектирования составов минерального бетона из пород анизотропной текстуры;

— анализ зависимости между количеством проходов катка по следу, необходимых для уплотнения смеси до проектной пустотное™ и временем вибрирования щебеночной смеси в лабораторных условиях;

— составы минеральных смесей для оснований автомобильных дорог,

— свойства минеральных бетонов на основе пород КМА;

— результаты и методика по определению модуля упругости минерального бетона установкой динамического нагружен ил Днна-ЗМ;

— анализ по установлению расслоения минеральных смесей;

— анализ подвижности СВПС на основе отходов ММС от количества суперпластификатора С-3 и мельмент;

— результаты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Известно, что дорожное строительство является одним из крупнейших потребителей материальных ресурсов. На сегодняшний день не менее 50 % расходов при строительстве автомобильных дорог составляет стоимость строительных материалов. Поэтому уменьшение потребности в дорогостоящих материалах, решение вопросов ресурсосбережения - одна из наиболее актуальных проблем. Исходя из состояния сырьевой базы, технико-эксплуатационных требований, предъявляемых к качеству дорог, а также с точки зрения экономических параметров, в настоящее время и в обозримом будущем наибольшее применение в дорожно-строительной практике найдут минеральные бетоны - уплотненные, рационально подобранные минеральные смеси на основе попутно добываемых пород.

Анализируя состояние современных автомобильных дорог, можно выделить ряд предпосылок расширения применения минеральною бетона в качестве материала для оснований дорожных одежд (рис. 1).

Положительным свойством минеральных бетонов, способствующим эффективному применению их в конструкциях дорожных одежд, является образование плотного монолитного слоя, обладающего высокой несущей способностью и жесткостью, способного воспринимать, не разрушаясь, нагрузки от действия транспортных средств и распределять их в ниже лежащих слоях дорожной одежды. Слои из минерального бетона безоговорочно могут кон* курировать со слоями из щебня, уложенного по методу заклинки, и даже с некоторыми укрепленными грунтовыми основаниями.

Огромный вклад в решение проблем расширения сырьевой базы в производстве высокоэффективных строительных материалов на основе техногенного сырья внесли ученые Ю,М. Баженов, П.И. Боженов, М.И. Волков,

Рмтдорскквд- ч

Рис. 1. Предпосылки использования минерального бетона

Г.И. Горчаков, A.M. Грид-чин, В.И. Калашников, В.К. Классен, П.Г. Комохов, B.C. Лесовик, И.Г. Лугинина, Н.И. Минько, А.П. Прошин, Ш.М. Рахимбаев, И.А. Рыбь-ев, В.В. Строкова, А.Н. Хар-хардин, Е.М. Чернышев н многие другие.

Анализ техногенного сырья КМА (рис. 2) показал, что наиболее подходящим сырьем для производства минерального бетона являются вмещающие скальные породы, представленные

кварцнтопесчаннками и породами сланцевой толщи.

Для сравнения полученных результатов, использовался гранитный щебень Кременчугского месторождения (Украина).

Для того, что бы добиться наилучших свойств минерального бетона и повысить его эффективность, необходимо разработать комплекс мероприятий (рис. 3).

Подбор и расчет высокоплотной смеси из выбранных для исследований материалов следует вести с учетом их индивидуальных особенностей и характеристик. Особое внимание необходимо уделить щебеночным материалам из продуктов дробления пород сланцевой толщи, так как именно в данном виде щебня содержится высокое содержание зерен пластинчатой формы в каждой фракции.

карбонаты»*

Рис. 2. Классификация техногенного сырья КМА

Повышение эффективности, минерального бетона

Ислолыйшнн* отходов ММ.С * качвстн мапоп*

НИГЙПЙ ТМЦ,

для получения ,. . .. СвПС .: . Г

Подбор ыеокоппотой

упаковки минеральной смеси

Использование в качества основною щебанечноп) нага* (

КМА

Расчет состава минеральной смесн производился согласно разработанному алгоритму, который заключается в том, что сначала расчет выполняем для фракций щебня, получаемых при рассеве продукта дробления на стандартных ситах с размером зерен получаемых фракций 120...70, 70.,,40 мм, 40...20 мм, 20...10 мм, 10.. .5 мм. При этом, принимая за 1 массовую часть наиболее крупную фракцию с

размером зерен 120...70 мм, количество фракции с размером зерен 70...40 мм рассчитываем по формуле с учетом коэффициентов их формы — ф|. Далее по преобразованной формуле рассчитывается количество третьей, четвертой и пятой фракций с размерами зерен соответственно 40...20, 20...10, 10...5 мм.

Для заполнения оставшихся пустот в слое щебня, укатанного в основание дороги, необходимо рассчитать расход мелкой фракции на основе отсева дробления. Размер зерен фракции получаем для системы фильтрации по наиболее мелкой фракции щебня. Количество мелкой фракции, необходимой для заполнения пустот в слое основания и для получения высокоплотной смеси, соответственно, рассчитывается по формуле, приведенной в диссертационной работе.

Расчет прерывного гранулометрического состава смеси щебня при исключении нз непрерывною состава фракции с размером зерен 20...10 мм аналогичен, различие по содержанию каждой фракции в ней, по сравнению с непрерывным составом, незначительное, за исключением мелкой фракции щебня. Полученные в результате составы приведены в табл. 1.

Рис. 3. Повышение эффективности минерального бетона

Таблица!

Состав минеральной смеси, в массовых частях, для приготовления минерального бетона из щебеночного материала, отобранного для исследований

Гранулометрия Размер зерен щебня, мм

120... 70 70...40 40...20 20...10 10...5 Размер мелкой фракции согласно расчету

Породы сланцевой толщи

Непрерывная 1 0,33 0,35 0,37 0,37 0,36

Прерывная 1 озз 0,35 - 0,26 0,35

Гранит

Непрерывная 1 0,26 0,34 0,467 0,56 0,32

Прерывная 1 0,26 0,34 - 0,22 0,31

Кварцитопесчан ик

Непрерывная 1 0,29 0,3 0,32 0,34 035

Прерывная ] 0,29 0,3 - 0,25 034

Проанализировав полученные составы минеральной смеси на основе выбранных материалов, выявили, что для приготовления минерального бетона прерывного состава расход мелких и наиболее дорогих, с экономической точки зрения, фракций значительно меньше, чем для непрерывного состава. Следовательно, применение прерывного состава выгоднее, опять же с экономической точки зрения. Выяснили, что составы с прерывной гранулометрией и смеси на основе пород сланцевой толщи наиболее предрасположены к расслаиванию смеси на отдельные фракции, что обусловлено характером поверхности и высокой лещади остью.

Как отмечено выше, одним из важных критериев при разработке минеральных щебеночных смесей является получение оптимальной упаковки при наименьших затратах на производство работ, связанных с уплотнением данного материала. В этом случае подразумеваем минимально необходимое количество проходов катка по уплотняемому слою дорожной одежды автомобильной дороги, при котором достигается требуемое уплотнение.

Поэтому нами предлагается методика по определению зависимости пус-тотности щебеночно-песчаного основания автомобильной дороги от числа проходов катка.

Сущность методики заключается в проведении аналогии между имеющимися данными зависимости пустотности щебеночно-песчаной смеси основания автомобильной дороги от числа проходов катка и провезенными непосредственно исследованиями с аналогичной смесью, но на местном материале, с подобными свойствами и тем же составом, только в лабораторных условиях на вибростоле, с определением времени вибрационного воздействия и соответствующей ему пустотности (рис, 4), Из этой аналогии, мы узнаем, какому числу проходов катка соответствует время вибрационного воздействия на данную смесь при одинаковой пустотности.

Далее производим опытный эксперимент с подобранными минеральными смесями, на основе исследуемых материалов, с определением пустотности и затраченного на ее достижение времени вибрационного воздействия. Зная из аналогии для щебеночно-песчаной смеси С-9 (ГОСТ 25607 — 94), какому времени вибрационного воздействия соответствует число проходов катка, определяем путем сопоставления результатов, какое количество проходов катка соответствует времени, полученному при уплотнении минеральной смеси на вибростоле.

Следовательно, для того чтобы уплотнить минеральную смесь, подобранную по разработанной методике, необходимо меньшее количество проходов катка по следу. Например, что бы уплотнить минеральную смесь подобранную по разработанной методике, и смесь по ГОСТ 25607 - 94 до пустотности 13%, потребуется 24 и 32 проходов катка по одному следу соответственно. Если посмотреть в процентном соотношении, то разница составляет 25%.

Для подобранных составов минеральной смеси на основе гранита, квар-цитопесчаника и пород сланцевой толщи также определили зависимость пустотности от времени вибрационного воздействия, опираясь на выше описанные исследования и разработанную методику по определению пустотности смесей. Данные исследования проводились с целью определения и сравнения

врмм •ибряцианиога воздействии, сек.

О 3 ! 9 13 18 23 27 30 ЗЭ Эв

—г~

1-

—

— , |

IX-. —

О В 16 32

Число проход!» откэ па следу, «д.

-смесь па Гост '

-минеральный бетон

Рис. 4. Зависимость пустотности от количества проходов катка и времени вибрационного воздействия шебеночно-песчаной смеси, подобранной по ГОСТ 25607 - 94 и минерального бетона

Время аибрациомпге

воздействии, ок 3 5 9 И 18 23 27

-квп

в 12 1в Чисто проходов капса по аидо. адРяс. 5. Зависимость пустотности от количества проходов катка и времени вибрационного воздействия смеси минерального бетона непрерывного состава Ереим вибраденсго воздействия, се«. 3 $ 9 13 18 23 27

- гранит

-КВП -егна*>1

в 12 13 Чепо фомодоа катка по следу, ед

Рис. 6. Зависимость пустотностн от количества проходов катка и времени вибрационного воздействия смеси минерального бетона прерывного состава

необходимого количества проходов катка, необходимых для уплотнения разработанных минеральных смесей (рис. 5, б).

Определение пустотностн минерального бетона производили водоб алойным плотномером БПД-КМ. Но для того, чтобы им можно было воспользоваться в лабораторных условиях, изготовили форму, непосредственно в которой можно производить испытания по подбору состава и сразу же проверять пустатность минеральной щебеночной смеси.

Форма представлена в виде цилиндра внутренним диаметром 43 см, высотой 40 см. и толщиной стенки 3 мм. Для того чтобы избежать расслоения минеральной смеси, в процессе вибрирования на вибростоле выполнен пригруз массой 60 кг. А для того, что бы форма вместе с ма-

териалом удерживалась на поверхности вибростола, разработано ограждение, которое даст возможность вибрационного формования без человеческого в мешательства.

Установлено, что для уплотнения минеральной смеси на основе попутио-добьшаемых скальных пород потребуется меньшее количество проходов катка по следу, чем для аналогичных смесей, подобранных из этих же материалов согласно ГОСТ 25607 - 94. Следовательно, этими показателями доказывается целесообразность устройства оснований дорожных одежд из местных щебеночных материалов.

На сегодняшний день Наиболее распространенный тип дорожной одежды, выполняющий функцию несущего основания, - щебень, устроенный по способу заклинки. Как показала практика, при устройстве основания но указанному методу происходят значительные нарушения технологии, прежде всего такие, как недоуплотнение и недостаточный объем или неравномерное распределение расклинивающей фракции. В результате при вводе в эксплуатацию дороги происходит разрушение всей конструкции дорожной одежды, так как именно от показателя прочности основания, характеризуемого модулем упругости, зависит характер распределения фактических напряжений, создаваемых автотранспортом, по всей конструкции. Следовательно, надежность и долговечность дорожной одежды зависят, непосредственно от модуля упругости слоя основания и имеют закономерность; чем большего значения модуля упругости можно добиться, тем лучше будет распределяться напряжение в конструктивных слоях дорожной одежды. Минеральный бетон разрабатывался как раз для того, что бы решать сложившиеся факты. В отличие от оснований, устроенных по способу заклинки, основания из минерального бетона имеют следующие преимущества:

— уменьшение циклов в технологическом процессе, связанных с рассыпкой и завозом расклинивающих фракций, а также лучшим уплотнением смеси;

- использование готовой подобранной минеральной смеси позволяет добиться равномерно уплотненного слоя с одинаковым модулем упругости.

Определение модуля упругости минерального бетона производили установкой динамического натру жени я Дина — ЗМ. Работы по определению модуля упругости разработанных составов минеральных смесей на основе пород сланцевой толщи, кварцитопесчаников и гранита производились на опытно-экспериментальном участке.

Расчет модуля упругости минерального бетона подобранных составов производился на основе данных, полученных при измерении общего модуля упругости конструкции дорожной одежды на стадии строительства, состоящей из подстилающего супесчаного слоя и минерального бетона. При этом производилось контрольное измерение общего модуля упругости непосредственно на поверхности супесчаного слоя Еобшсуп. и общего модуля упругости на поверхности слоя из минерального бетона Е05щы6. Разработана методика расчета и измерения модуля упругости (рис. 7).

Смысл методики заключается в расчете модуля упругости необходимого слоя конструкции дорожной одежды, основываясь на снятом с помощью Ди-на-ЗМ общем модуле упругости конструкции. При этом необходимо предварительно найтн модуль упругости подстилающего слоя (обычно песок или супесь) в лабораторных условиях,

Ес\ п.

Толщины слоя минерального бетона и подстилающего слоя измерялись непосредственно перед испытанием. Модуль упругости супесчаного подстилающего слоя определен с помощью показаний полученных на стабилометре. Пробы для испытаний фунта отбирались, согласно ГОСТ 1224$ -96. Определили, что в качестве подстилающего слоя использовалась тяжелая пылеватая супесь, с относительной влажностью 0,6, поэтому модуль упругости приняли согласно ОДН 218,046-01 равный Е1>я. - 90 МПа. При вычислении модуля упругости минерального бетона исходили из формулы (3.12) ОДН 218.046-01 "Проектирование нежестких дорожных одежд". Итоги исследований сведены в таблицу (табл. 2).

Таблица 2

Модуль упругости минерального бетона

Рис. 7. Принципиальная схема расчета модуля упругости минерального бетона: Е™. - модуль упругости супеси; Еоеи. м (. - общий модуль упругости на поверхности минерального бетона; Ь - толщина слоя минерального бетона

Наименование подобранной минеральной смеси и состава Общий модуль упругости конструкции Еовщ., МПа Толщина супесчаного подстилающего СЛОЯ Ь^п, см. ё £ 1 5 £ 5 5 2 а Р Ц 5 * ^ Й с <в 5 5 а * £ & 5 щ £ в а а 5 6 § г || §

Непрерывного гранулометрического состава из гранитного щебня 249,5 19,0 27,0 361,7

Прерывного гранулометрического состава из гранитною щебня 235,3 21,0 25,0 357,4

Непрерывного гранулометрического состава на основе щебня из кварцитопесч аника 231,7 20,0 23,0 354,9

Прерывною гранулометрического состава на основе щебня из кварцитопесчаника 235,4 22,0 26,0 358,4

Непрерывного гранулометрического состава на основе щебня из пород сланцевой толщи 233,8 21,0 24,0 359,6

Прерывного гранулометрического состава на основе щебня пород сланцевой толщи 234,1 19,0 23,0 353,1

Анализируя полученные результаты модуля упругости минерального бетона, видим, что по своим показателям он не уступает проектным значениям модуля упругости для щебеночных оснований, уложенных по способу заклинки, и даже несколько превосходит их. Таким образом, в очередной раз подтвердили, целесообразность устройства оснований дорожных одежд нз минерального бетона и разработали методику определения модуля упругости щебеночных оснований с помощью установки динамического нагружения Дина-ЗМ.

При устройстве щебеночных оснований, особенно высших категорий автомобильных дорог, производится отсыпка достаточно толстых слоев, и это обстоятельство, во-первых, очень сильно сказывается на усложнении технологического процесса, из-за невозможности уплотнить весь слой сразу, и, во-вторых, требуется завозить значительный объем щебня, что неразрывно связано с транспортными расходами непосредственно на объект. Но самое главное, что не все районы страны могут позволить отсыпать такие дорогие и материалоемкие основания. Поэтому укрепление щебеночных оснований является одним из выходов из сложившейся ситуации.

Разработана технология получения и составы смесей с высокой проникающей способностью для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог, заключающаяся в получении тонкомолотых цементов с использованием отходов ММС железистых кварцитов, суперпластификаторов С-3 и Melment FIO (далее мельмент).

Исследования по изучению распределения размера частиц многокомпонентных вяжущих веществ позволяют расширить представления о мелкодисперсных системах и дают возможность прогнозировать свойства получаемых на их основе материалов и обеспечивать получение оптимального гранулометрического состава вяжущих благодаря введению различных наполнителей.

Характер развития кривых распределения частиц по размерам ТМЦ на основе Вольского песка (ВП) и отходах ММС значительно отличается

(рис.* 8). График ТМЦ на основе Вольского песка одномодальный, плавный, с четким, явно выраженным пиком. Кривая же ТМЦ на отходах ММС имеет более прерывистый характер и несколько пиков.

Наблюдаем смещение кривой для ТМЦ на ММС в сторону меньших значений на нескольких интервалах, обусловленное разрушением агрегатов частиц отходов и более мелкодисперсным изначальным составом. Очевидно, что такая особенность гранулометрического состава вяжущего на основе отходов ММС оказывает положительное влияние на формирование микроструктуры цементного камня, вследствие более плотной пространственной укладки частиц и, следова-

Для сравнительной оценки качества техногенных песков как компонента ТМЦ определены основные характеристики многокомпонентных вяжущих, с расходом клинкерной, составляющей 50 % {табл. 3).

Таблица 3

Свойства многокомпонентных вяжущих

Рис. 8. Сравнение распределения по размерам частиц ТМЦ-50, полученного с наполнителем на основе отходов ММС и Вольского песка

тельно, получения более плотного камня.

Вяжущее Наполнитель НГ, % Начало схватывания, мин Конец схватывания, мин Активность при твердении, МПа в течение

7 сут. 28 сут.

^юг Ксж Кщг

ТМЦ-50 ММС 29,91 160 320 2,67 33,5 5,2 39,5

ВП 26,51 155 310 2,34 33,4 3,6 41,4

В результате установлено, что активность исследуемого вяжущего на основе техногенных песков по пределу на прочность при сжатии и растяжении сравнимо с композитами на основе природного песка.

Несмотря на высокую водопотребность отходов ММС железистых кварцитов, вызванную их пол и минеральным строением, имеющем множество дефектов в агрегатах, и грансоставом, значение прочности ТМЦ на основе

отходов ММС не уступает показателям прочности ТМЦ на основе ВП. Это объясняется хорошей адгезией между цементным камнем и отходов ММС, обусловленной, как раз, наличием структурных дефектов в породообразующих минералах ММС (рис. 9). Это способствует, в свою очередь, значительному ускорению и улучшению их взаимодействия с клинкерными минералами при формировании новообразований.

Рис, 9, Структура цементного камня: а. в - ТМЦ 50 + С-3; б. г - ТМЦ 50 + мелъмент

Достижение высокой плотности и прочности вяжущего обусловлено не только особенностями зернового состава, но и разной размолоспособностью цемента и отходов ММС железистых кварцитов полиминерального состава. Модуль техногенного песка значительно меньше - 1, и составляет около 80 -85% частичек - меньше 0,074 мм, а диаметр средневзвешенных частиц — 0,08 — 0,13 мм. Следовательно, в результате более высокой размолосиособкости отходов ММС железистых кварцитов конечный продукт совместного помола компонентов вяжущего характеризуется более прерывистым гранулометри-

ческим составом, что позволяет обеспечить выЬокую плотность н качество цементного камня.

Определена оптимальная дозировка суперпластификатора для используемого вяжущего ТМЦ-50 (ММС), которая составила для С-3 0,42 % и мель-мент - 0,40 % по массе.

Проведены эксперименты методом расплыва миниконуса по определению потери подвижности СВПС во времени. За исходные точки были взяты смеси на основе предложенных вяжущих с оптимальным содержанием добавки С-3 н мельмент и диаметром расплыва миннконуса 170 мм.

За контрольную точку принималась точка диаметра расплыва миннконуса 120 мм, ниже которой смесь не обладает стопроцентным проникновением в толщу основания (рис. 10, и 11). Смеси приготавливались с введением суперпластификатора с водой затворен ия и с введением суперпласгификатора в состав СВПС непосредственно после выдержки смеси (раздельное введение добавок). Расплыв ми-

М

Бремя, пин

-тмц-а«<ммс)+ М|аж1т - ТМ Ц-М(М М С)+ С-1 -(«% ■рещинмви* сяасебяе.

Рис. 10. Зависимость диаметра расплыва миннконуса от времени выдержки СВПС с введением суперпластификатора с водой затворен ия

ни конуса замерялся через каждые 10 мин выдержки смеси.

Таким образом, были получены следующие результаты: при введении суперпласгификатора С-3 с водой затворения СВПС сохраняли свою проникающую способность на уровне 100%, для ТМЦ-50 (ММС) - 16 мин., а с мельмент- 18 мин.

Однако при введении добавки непосредственно перед укладкой смесей картина сохранения их 100%-ой проникающей способности изменялась.

Увеличение удельной поверхности и содержание в вяжущих микронаполнителей приводит к отдалению предела 100%-ой проникающей способности с 50 мин до 52 и 54 мин для ТМЦ-50 + мельмент и ТМЦ-50 +С-3 соответственно.

Установлено, что при практическом использовании СВПС суперпластификатор лучше вводить в смесь непосредственно перед проливанием минеральных смесей.

Фнзико-м еханические свойства укрепленных оснований в зависимости от вида суперпластификатора СВПС и состава минеральной смеси, приведены в табл. 4.

Исследования физико-механических характеристик укрепленных минеральных щебеночных смесей СВПС показали, что и нх можно использовать при устройстве оснований автомобильных дорог I — IV категории.

При испытании образцов составов минеральных смесей, укрепленных СВПС, на морозостойкость, установлено, что образцы всех подобранных составов выдержали более 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания без каких-либо заметных внешних изменений, при этом прочность образцов снизилась в среднем лишь на б %, что удовлетворяет требованиям ВСН 185-85, что говорит о высокой морозостойкости полученных образцов.

Анализ парка оборудования дорожно-строительных организации области показал возможность реализации результатов диссертационной работы в Белгородской области и других регионах РФ.

Опыт устройства дорожных одежд из минеральных бетонов показал, что затраты на их строительство снижаются почти на 30% по сравнению с затратами на сооружение традиционных щебеночных оснований. Почти в 2 раза снижаются трудозатраты.

Для широкомасштабной реализации результатов диссертационной работы разработаны технические условия, технологический регламент и рекомендации.

—А—ТМЦ-5» < ММО+М мьмягт —В— ТМЦ.ЗДММСН01 --- 10*% прмилпнша симоСность

Рис. 11. Зависимость диаметра расплыва миникону-са от времени выдержки СВПС с введением сулер-пластификатора в состав смеси перед ее укладкой

Таблица 4

Фнэнко-механнческие свойства укрепленных оснований

Минеральный бетон на основ« Гранулометрия составов минеральных смесей Вна вяжущего В/Ц 11™, МПа (28 сут) хЮ*МП» М,» циклов Кир* Ср. платность укрепленног оосновал к*, м-./м'

Пород сланцевой ТОЛ1Ш Непрерывная ТМЦ-50 + 0,4 меяьмент 0,39 29,8 5,75 100 0,910 2779,8

200 0,651

ТМЦ-50 + 0,42 с-з 0.39 28,7 5,70 100 0,907

200 0,648

Прерывная ТМЦ-50 + 0,4 ыельмент 039 29,2 5,74 100 0,914 2771,9

200 0,649

ТМЦ-50+ 0,42 С-З 039 28,1 5,68 100 0,903

200 0,65)

Гранита Непрерывная ТМЦ-50 + 0,4 мельмент 039 32.1 6,43 100 0,911 2652,9

200 0,652

ТМЦ-50+ 0,42 С-З 039 31.4 6.29 100 0,910

200 0,649

Прерывная ТМЦ-50 + 0,4 мельмект 039 33,6 6,45 100 0,912 26503

200 0,654

ТМЦ-50+0,42 С-З 039 30,1 6,25 100 0,909

200 0,647

Кварцита песчаника Непрерывная ТМЦ-50 + 0,4 мельмект 039 30,4 5,97 100 0,911 2644,6

200 0,650

ТМЦ-50+ 0,42 С-З 039 29,5 5,82 100 0,910

200 0,649

Прерывная ТМЦ-50 + 0.4 мельмент 039 29,8 5,85 100 0,913 26473

200 0,654

ТМЦ-50 + 0,42 С-З 0,39 29,1 5,80 100 0,911

200 0,647

Эффект от внедрения минерального бетона позволяет экономить материальные затраты на 20% при использовании неукрепленного минерального бетона И на 35% — при использовании укрепленного минерального бетона. Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы при устройстве 1 км. основания, в зависимости от категории и конструкции дорожной одежды автомобильной дороги, составляет 25 —40%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложена рациональная область использования вмещающих скальных пород в качестве основного материала для получения минерального бетона и крупнотоннажных отходов железорудных месторождений - отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов — в качестве сырьевых компонентов при производстве многокомпонентных вяжущих.

2. Предложены принципы проектирования составов минерального бетона из пород анизотропной текстуры, заключающиеся в создании плотной упаковки заполнителя на основе установленной математической зависимости случайного распределения зерен различного размера и морфологии, при использовании которых образуется наименьшая пустотность и оптимизируются энергозатраты на ее уплотнение.

3. Произведен подбор составов минеральной смеси для оснований автомобильных дорог с прерывной и непрерывной гранулометрией на основе скальных попутнодобываемых пород КМА.

4. Установлен характер зависимости между количеством проходов катка по следу, необходимых для уплотнения смеси до проектной пустотноста, и временем вибрирования щебеночной смеси в лабораторных условиях, позволяющей разработать оптимальную технологию щебеночного основания.

5. Предложена методика по определению модуля упругости минерального бетона установкой динамического нагружения Дина-ЗМ, заключающаяся в вычислении модуля упругости материала слоя дорожной одежды, на основе общего модуля упругости конструкции дорожной одежды.

6. Установлено, что наилучшему расслаиванию из подобранных минеральных смесей, подвержены смеси с прерывной гранулометрией и смеси на основе пород сланцевой толщи из-за характера поверхности и высокой ле-щадностн.

7. Разработана технология получения и составы смесей с высокой проникающей способностью для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог, заключающаяся в получении тонкомолотых цементов с нс-

пользованием отходов ММС железистых кварцитов, суперпластификатороа С-3 и мельмент.

8. Установлен характер зависимости подвижности смесей с высокой проникающей способностью с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов от количества суперпластификатора С-3 и мельмент, ее влияние на прочность и морозостойкость укрепленного минерального бетона.

9. Получены минеральные бетоны на основе скальных пород КМА, укрепленные смесями с высокой проникающей способностью по методу пропитки.

10. Предложена технология устройства оснований автомобильных дорог с применением укрепленных смесями с высокой проникающей способностью и неукрепленных минеральных смесей.

11. Эффект от внедрения минерального бетона, позволяет экономить материальные затраты на 20% при использовании неукрепленного минерального бетона и на 35% - при использовании укрепленного минерального бетона. Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы при устройстве 1 км. основания, в зависимости от категории и конструкции дорожной одежды автомобильной дороги, составляет 25 - 40%.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Шаповалов С.М. Минеральные бетоны для щебеночных оснований /A.M. Гридчин, А.Н. Хархардин, Р.В. Лесовик, С.М. Шаповалов //Строительные материалы. — 2004. -№3.- С. 18- 19.

2. Шаповалов С.М. Минеральные бетоны для оснований автомобильных дорог, на основе попутно-добываемых пород КМА /A.M. Гридчин, B.C. Лесовик, С.М. Шаповалов, Н.В, Ряпухин, А.Г. Забнрко //Проблемы строительного и дорожного комплексов. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 4. - Брянск: БГИТА, 2006. -С. 9-12.

3. Шаповалов С.М. Радиационно-защитные бетоны на основе многокомпонентных вяжущих [Электронный ресурс] /B.C. Лесовик, М.С. Агеева, С.М. Шаповалов /ЛИ Международная научно-практическая конференция "Проблемы экологии; наука, промышленность, образование". — Белгород, 2006.

4. Шаповалов С.М. Перспективы утилизации отходов обогащения титан о-цирконневых песков Бешпагирского месторождения [Электронный ресурс] /B.C. Лесовик, В.М. Воронцов, С.М. Шаповалов //III Международная научно-

практическая конференция "Проблемы экологии: наука, промышленность, образование". — Белгород, 2006.

5. Шаповалов С.М. Перспективы использования техногенных песков в мелкозернистых бетонах [Электронный ресурс] /РВ. Лесовик, М.Н. Ковтун, Н.И. Алфимова, С.М. Шаповалов, Н.В. Ряпухин, Ю.В. Денисова /ЛИ Международная научно-практическая конференция "Проблемы экологии: наука, промышленность, образование1*. — Белгород, 2006.

Шаповалов Сергей Михайлович

МИНЕРАЛЬНЫЕ БЕТОНЫ ИЗ СКАЛЬНЫХ ПОРОД КМА ДЛЯ ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

05.23.05 — Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 1.11.2006 . Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л. 1,4, Тираж 100 экз. Заказ //¿/^

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

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Эволюция конструкций дорожных одежд.

1.1.1 Развитие дорожного строительства в России

1.1.2 Современный этап дорожного строительства.

1.2 Технология устройства щебеночных оснований.

1.2.1 Особенности устройства щебеночных оснований и покрытий в зимних условиях.

1.2.2 Технология виброуплотнения щебеночного основания из анизотропных горных пород.

1.2.3 Особенность смешения щебеночных материалов в установках.

1.2.4 Укрепление вяжущими веществами.

1.2.5 Существующие методы оценки состояния дорожных конструкций.

1.3 Минеральный бетон для устройства щебеночных оснований.

1.3.1 Проектирование состава минерального бетона.

1.3.2 Геометрическая модель для щебня и гравия.

1.3.3 Определение максимальной плотности упаковки дисперсных материалов.

1.4 Анализ использования техногенных отходов КМА для производства минерального бетона.

1.5 Выводы.

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Методика отбора проб.

2.2 Методы исследований.

2.2.1 Рентгенофазовый анализ.

2.2.2 Дифференциальный термический анализ.

2.2.3 Электронно-микроскопический анализ.

2.2.4 Определение удельной поверхности.

2.2.5 Определение гранулометрии веществ.

2.2.6 Методы исследований характеристик применяемых материалов.

2.3 Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

МИНЕРАЛЬНЫХ БЕТОНОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

3.1 Характеристика материалов, принятых для исследований.

3.2 Расчет состава минерального бетона.

3.2.1 Теоретические основы подбора состава минеральной смеси.

3.2.2 Минеральный бетон на основе щебня из пород сланцевой толщи.

3.2.3 Минеральный бетон на основе щебня из гранита.

3.2.4 Минеральный бетон на основе щебня из кварцитопесчанника.

3.3 Рациональные составы минеральной смеси, в зависимости от минерало-петрографических характеристик пород.

3.4 Выводы.

4 ПУСТОТНОСТЬ И МОДУЛЬ УПРУГОСТИ МИНЕРАЛЬНОЙ СМЕСИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОСТАВА И СВОЙСТВ ЩЕБНЯ

И ПАРАМЕТРОВ УПЛОТНЕНИЯ.

4.1 Определение необходимого количества проходов катка для уплотнения минеральной щебеночной смеси.

4.2 Определение пустотности подобранной минеральной смеси, на основе пород сланцевой толщи и кварцитопесчаника.,

4.3 Определение модуля упругости минеральной смеси с помощью установки динамического нагружения ДИНА ЗМ.

4.4 Выводы.

5 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ, УКРЕПЛЕННЫХ СМЕСЯМИ С ВЫСОКОЙ ПРОНИКАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ.

5.1 Характеристика материалов, принятых для исследований.

5.1.1 Портландцемент.

5.1.2 Отходы мокрой магнитной сепарации.

5.1.3 Энергия техногенного воздействия и кристаллохимиче-ские характеристики кварца отходов ММС.

5.2 Энергоемкость помола и водопотребность ТМЦ.

5.3 Технология производства вяжущих с использованием отходов ммс.;. 1зз

5.4 Требования к материалам, используемым для строительства автомобильных дорог.

5.4.1 Выбор пластифицирующей добавки.

5.4.2 Общие требования к материалам.

5.5 Определение проникающей способности.

5.6 Свойства оснований автомобильных дорог, укрепленных смесями с высокой проникающей способностью.

5.7 Выводы.

6 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО БЕТОНА.

6.1 Приготовление минеральной смеси в стационарных установках

6.2 Мобильные установки.

6.3 Технология устройства оснований дорожных одежд из минерального бетона.

6.3.1 Минеральные щебеночные основания.

6.3.2 Минеральные щебеночные основания, укрепленные смесями с высокой проникающей способностью.

6.4 Выводы.

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО БЕТОНА ДЛЯ ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ.

7.1 Расчёт затрат на НИР.

7.2 Расчет экономии материальных затрат при использовании минеральной смеси на основе щебня КМА для устройства основания автомобильных дорог.

7.3 Выводы.

Актуальность. Состояние дорожной сети - один из критериев уровня развития государства. Поэтому новый этап в развитии и становлении дорожной сети России, характеризуется переходом на создание сложных конструкций дорожных одежд, которые обеспечивают повышенную комфортность, долговечность и высокие транспортно-эксплуатационные свойства автомобильных дорог. Традиционная технология устройства щебеночных оснований дорожных одежд состоит из сложных технологических процессов. Наиболее трудоемким является процесс уплотнения щебня в слое осиоваиия, при этом количество проходов катка по одному следу измеряется десятками, что заметно удлиняет, в общем, сроки строительства дорожной одежды.

Разработка и получение минерального бетона с высокоплотной упаковкой - один из выходов из сложившейся обстановки не только в регионе, по и России, за счет оптимально подобранной упаковки минеральной смеси и использования местного щебеночного материала из попутно добываемых скальных пород КМА. Немало важно то, что получение минеральной смеси и устройство оснований дорожных одежд из минерального бетона возможно круглогодично. Укрепление минеральной смеси смесями с высокой проникающей способностью (СВПС), полученных путем совместного помола цемента и отходов мокрой магнитной сепарации (ММС), позволяет не только повысить транспортно-эксплуатационные свойства автомобильной дороги, но способствовать утилизации самого крупнотоннажного отхода.

Внедрение минерального бетона, на основе попутио-добываемых скальных пород КМА, и использование отходов ММС железистых кварцитов, при получении СВПС, позволяет также исключить возможность устройства оснований из дорогостоящего привозного щебеня и, следовательно, значительно снизить не только себестоимость конструкции дорожной одежды, но и улучшить, в значительной) степени, экологическую обстановку, благодаря утилизации отходов ММС.

Цель работы. Разработка минерального бетона на основе щебеночного материала из попутно-добываемых пород КМА.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка методики расчета составов минерального бетона для оснований автомобильных дорог;

- разработка смесей с повышенной проникающей способностью, на основе ТМЦ с использованием отходов ММС, для укрепления минеральных смесей;

- разработка технологии устройства основания дорожной одежды с применением как укрепленного, так и неукрепленного минерального бетона;

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

Научная новизна. Предложены принципы проектирования составов минерального бетона из пород анизотропной текстуры, заключающиеся в создании плотной упаковки заполнителя на основе установленной математической зависимости случайного распределения зерен различного размера и морфологии, при использовании которых образуется наименьшая пустот-ность и оптимизируются энергозатраты на ее уплотнение.

Установлен характер зависимости между количеством проходов катка по следу, необходимого для уплотнения смеси, до проектной пустотности, и временем вибрирования щебеночной смеси в лабораторных условиях, позволяющей разработать оптимальную технологию щебеночного основания.

Установлено, что максимальному расслаиванию из подобранных минеральных смесей подвержены смеси с прерывной гранулометрией и смеси на основе пород сланцевой толщи, что предопределяется характером поверхности и высокой лещадностью щебня.

Установлен характер зависимости подвижности смесей с высокой проникающей способностью с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов от количества суперпластификатора С-3 и мель-мент и ее влияние на прочность и морозостойкость укрепленного минерального бетона.

Практическое значение работы. Предложена рациональная область использования вмещающих скальных пород в качестве основного материала для получения минерального бетона и крупнотоннажных отходов железорудных месторождений - отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов - в качестве сырьевых компонентов при производстве многокомпонентных вяжущих.

Предложена методика по определению модуля упругости минерального бетона установкой динамического нагружения Дина-ЗМ, заключающаяся в вычислении модуля упругости материала слоя дорожной одежды, на основе общего модуля упругости экспериментальной конструкции дорожной одежды.

Разработана технология получения и составы смесей с высокой проникающей способностью для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог, заключающаяся в получении тонкомолотых цементов с использованием отходов ММС железистых кварцитов, суперпластификаторов С-3 и мельмент.

Предложена технология устройства оснований автомобильных дорог с применением укрепленных смесями с высокой проникающей способностью и неукрепленных минеральных смесей.

Произведен подбор составов минеральной смеси для оснований автомобильных дорог с прерывной и непрерывной гранулометрией на основе скальных попутно-добываемых пород КМА.

Получены минеральные бетоны на основе скальных пород КМА, укрепленные смесями с высокой проникающей способностью по методу пропитки.

Внедрение результатов исследований. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлена на ряде участков при строительстве оснований дорожных одежд дорог II, IV категории в Белгородской области.

Для широкомасштабного внедрения результатов работы при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- рекомендации по использованию вмещающих скальных пород КМА для устройства оснований автомобильных дорог из минерального бетона;

- технические условия "Минеральные щебеночные смеси для оснований автомобильных дорог из вмещающих скальных пород КМА" ТУ 5711 — 001 -02066339-2006;

- технологический регламент на "Производство минерального бетона с использованием вмещающих скальных пород КМА для устройства оснований автомобильных дорог".

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270106, 270205 и 340100.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международной научно-технической Интернет-конференции "Перспективы развития дорожно-строительного комплекса" (г. Брянск, 2006), III Международной научно-практической конференции "Проблемы экологии: наука, промышленность, образование" (г. Белгород, 2006).

Публикации. По материалам и результатам исследований опубликовано пять работ, в том числе одна статья в издании, входящем в перечень ВАК РФ.

На защиту выносятся:

- принципы проектирования составов минерального бетона из пород анизотропной текстуры;

- анализ зависимости между количеством проходов катка по следу, необходимых для уплотнения смеси до проектной пустотпости и временем вибрирования щебеночной смеси в лабораторных условиях;

- составы минеральных смесей для оснований автомобильных дорог;

- свойства минеральных бетонов на основе пород КМА;

- результаты и методика по определению модуля упругости минерального бетона установкой динамического нагружения Дина-ЗМ;

- анализ по установлению расслоения минеральных смесей;

- анализ подвижности СВПС на основе отходов ММС от количества суперпластификатора С-3 и мельмент;

- результаты внедрения.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 230 страницах машинописного текста, включающего 44 таблицы, 45 рисунков и фотографий, список литературы из 168 наименований, 7 приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложена рациональная область использования вмещающих скальных пород в качестве основного материала для получения минерального бетона и крупнотоннажных отходов железорудных месторождений - отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов - в качестве сырьевых компонентов при производстве многокомпонентных вяжущих.

2. Предложены принципы проектирования составов минерального бетона из пород анизотропной текстуры, заключающиеся в создании плотной упаковки заполнителя на основе установленной математической зависимости случайного распределения зерен различного размера и морфологии, при использовании которых образуется наименьшая пустотность и оптимизируются энергозатраты на ее уплотнение.

3. Произведен подбор составов минеральной смеси для оснований автомобильных дорог с прерывной и непрерывной гранулометрией на основе скальных попутно-добываемых пород КМА.

4. Установлен характер зависимости между количеством проходов катка по следу, необходимых для уплотнения смеси до проектной пустотности, и временем вибрирования щебеночной смеси в лабораторных условиях, позволяющей разработать оптимальную технологию щебеночного основания.

5. Предложена методика по определению модуля упругости минерального бетона установкой динамического нагружения Дина-ЗМ, заключающаяся в вычислении модуля упругости материала слоя дорожной одежды, на основе общего модуля упругости конструкции дорожной одежды.

6. Установлено, что наилучшему расслаиванию из подобранных минеральных смесей, подвержены смеси с прерывной гранулометрией и смеси на основе пород сланцевой толщи из-за характера поверхности и высокой ле-щадности. .-к.

7. Разработана технология получения и составы смесей с высокой проникающей способностью для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог, заключающаяся в получении тонкомолотых цементов с использованием отходов ММС железистых кварцитов, суперпластификаторов С-3 и мельмент.

8. Установлен характер зависимости подвижности смесей с высокой проникающей способностью с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов от количества суперпластификатора С-3 и мельмент, ее влияние на прочность и морозостойкость укрепленного минерального бетона.

9. Получены минеральные бетоны на основе скальных пород КМА, укрепленные смесями с высокой проникающей способностью по методу пропитки.

10. Предложена технология устройства оснований автомобильных дорог с применением укрепленных смесями с высокой проникающей способностью и неукрепленных минеральных смесей.

11. Эффект от внедрения минерального бетона, позволяет экономить материальные затраты на 20% при использовании неукрепленного минерального бетона и на 35% - при использовании укрепленного минерального бетона. Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы при устройстве 1 км. основания, в зависимости от категории и конструкции дорожной одежды автомобильной дороги, составляет 25 - 40%.

1. Баженов Ю.М. Технология бетона. Учебник. М.: Изд-во АСВ, 2002 -500 с.

2. Грушко И.М., Королев И.В., Борщ И.М., Мищенко Г.М. Дорожно-строительные материалы -М.: Транспорт, 1983. 383 с.

3. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1986. - 688 с.

4. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. -М.: Высш. шк., 1978.-307 с.1.■ 1, . I

5. Лесовик B.C. Снижение энергоемкости производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород: Автореф. .дис. доктор техн. наук, Москва, 1997. 33 с.

6. Шестоперов С.В. Контроль качества бетона. М., «Транспорт», 1969. -147 с. • I I! ■ м. I

7. Шестоперов С.В. Дорожно-строительные материалы. М., «Высшая школа», 1969.-672 с.

8. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. М., «Высшая школа», 1969. 396 с.

9. Справочник по дорожно-строительным материалам. Под ред. Горелыше-ва Н. В. М., «Транспорт», 1972. 301 с.

10. Волков М.И., Борщ И.М., Королёв И.В. Дорожно-строительные материалы. М.: Транспорт, 1965. - 522с.

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

12. Кубасов А.У., Чумаков Ю.Л., Широков С. Д. Строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог. Москва: Транспорт, 1985. - 254 с.

13. Кудрявцев А.С. «К истории шоссе Трезаге : Тезисы ». АН СССР, 1936.

14. Кудрявцев А.С. «Техника шоссейных дорог. Очерки истории техники России». М.: Наука 1975.

15. Ломоносов М.В. «О слоях земных». М.: Госгеолисдат, 1949.

16. В.Ф. Бабков «Развитие техники дорожного строительства», Транспорт, 1988.

17. В.Ф. Бабков «Мак-Адам и его система строительства и ремонта дорог», Тр. МАДИ 1979.

18. В.Ф. Бабков «Ландшафтное проектирование автомобильных дорог», М.: Транспорт 1980.2б. Иванов Н.Н. «Внедрение дорожных достижений в практику дорожного строительства». Дорстрой. №6, 1949.

19. Кудрявцев А.С. Очерки истории дорожного строительства в СССР. М.: Дориздат, 1951. .

20. Дороги России. Исторический аспект. М.: КРУК, 1996. - 408 с.

21. Некрасов В.К. Строительство автомобильных дорог /Некрасов В.К., Ка-лечиц Е.В. М.: Научно-техническое издательство автотранспортной литературы, 1957.-487iC. . . -.

22. Бочин В.А. Организация и планирование строительства и ремонта автомобильных дорог. 2-е изд., перераб. и доп. М., Транспорт, 1976. 212 с.

23. Повышение надежности автомобильных дорог /Под ред. И. А. Золотаря, 1977.- 183 с. ; :

24. Могилевич В. М. Основы организации дорожно-строительных работ. 2-е изд. М., Высшая школа, 1975.-288 с.

25. Экономика дорожного строительства / Под ред. Л. А. Бронштейна. 2-е изд., перераб. и доп. М., Транспорт, 1979. 317 с.

26. Строительство дорог местного значения / Г.В. Бялобжеский, А. П. Васильев, Н. А. Вайнберг и др. М., Транспорт, 1975. 113 с.

27. Вопросы экономики и организации дорожного строительства. Тр. Со-юздорнии, 1977, вып. 94. - 105 с.

28. Вейцман М.И., Егозов В.П. Краткий справочник строителя автомобильных дорог. М., Транспорт, 1979. 248 с.

29. ОДН 218.046-01 Проектирование нежёстких дорожных одежд. //М.: Ро-савтодор, 2001. 144 с.

30. Инструкция по строительству покрытий и оснований из гравия (щебня), укрепленных органическими вяжущими. ВСН 123-65. М., «Транспорт», 1966.- 144 с.

31. Полосин-Никитин С.М. Механизация работ на дорожном строительстве. М., «Транспорт», 1984.-490 с.

32. Справочник инженера-дорожника «Строительство автомобильных дорог», М., «Транспорт», 1969,495 с.

33. Макклинтон Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов/ Под ред. Е.М Морозова М.: Мир, 1970. - 443 с.

34. Кретов В.А. Эффективный путь повышения срока службы дорожных одежд /.Кретов В.А., Лаврухин В.П. // Наука и техн. в дор. отрасли. -1999.-№3.-С. 190-191.

35. Jahre Asphalttragdeckschichten Entwicklung und heutiger Stand / Diibner R. // Bitumen. - 1999. - № 2-3. - C. 60-69.

36. Bblumer M. Strassenbau und Strassenerhaltung MIT Asphaltmischgut // Schwizer bauwirtschaft. 1989. - № 50. - P. 7 - 9.

37. Марышев Б. Виброкатки для уплотнения грунтов // Оборудование. №4. -2001.

38. Better asphalt compaction // Int. Constr / Kindberg Jan. 1991. - № Spec. Ed.: World Highways. -.R.50-52.

39. Compactage des enrobes minces par vibration / Vaieux J. C. // Bull. Liais. Lab. Ponts et chausses. - 1991. - № 1973. - P. 53-56, 131,135,138.

40. Афанасьев И.А., Макарова Л.Е. Влияние структуры цементогрунта на его прочность // Проектир., стр-во и эксплуат. зданий и сооружений /иг'

41. Перм. гос. техн. ун-т Строит, фак. Пермь, 1997. - С. 171-179.

42. Апестин В.К., Шак A.M., Яковлев Ю.М. Испытания и оценка прочности нежёстких дорожных одежд. М.: Транспорт, 1977. 102 с.

43. Иванов Н.Н., Лейвак В.А., Яковлев Ю.М. Исследование упругого прогиба и радиуса кривизны.при многократном действии кратковременной нагрузки. Труды МАДИ, 1974, вып. 84. - С. 38 - 45.

44. Коновалов С.С., Коганзон М.С., Яковлев Ю.М. Динамические методы оценки прочности дорожных одежд. М.: ЦБНТИ Мииавтодора РСФСР, 1975-36 с.

45. Коновалов С.В., Коганзон М.С. Теория, расчёт и контроль прочности нежёстких дорожных одежд. Труды МАДИ, 1972, вып. 44. - С. 23 - 60.

46. ОДН 218.1.052-2002 Оценка прочности нежёстких дорожных одежд. //М.: Росавтодор, 2003. 79 с.

47. ВСН 52-89 Указания по оценке прочности и расчёту усиления нежёстких дорожных одежд. //М.:ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1989.

48. Илиополов С.К., Селезнёв М.Г., Углова Е.В. Динамика дорожных конструкций. //Монография. Ростов-на-Дону: Ростовский государственный строительный университет^ 20021-258 с.

49. Белоногов Л.Б., Кычкин В.И., Пугин К.Г. Вибродиагностика прочности дорожных одежд нежёсткого типа. //Пермь: Пермский государственныйтехнический университет, 1999.

50. Дороги России 21 века №2/2003 //Издание Государственной службы дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской федерации.

51. Пейн Г. Физика колебаний и волн. //М.: Мир, 1979. 389 с.

52. Бидерман В. JI. Прикладная теория механических колебаний. //М.: Высшая школа, 1972. 416 с.

53. Лейвак В.А. Исследование-параметров, характеризующих прочность нежёстких дорожных одежд при их испытаниях динамической нагрузкой. //Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Москва, 1975. 156 с.

54. Бируля А.К. Конструирование и расчёт нежёстких дорожных одежд автомобильных дорог. //М.:.Транспорт, 1964.

55. Иванов Н.Н. Проектирование дорожных одежд. //М.: Автотр., 1955.

56. Методические указания по оценке прочности и расчету усиления нежёстких дорожных одежд. М.: Издательство Гипродорнии, 1974.

57. Хальяк О.П.:Изучение .упругих деформаций дорожных одежд. //Труды ТПИ, № 292, Таллин, 1970.

58. Смирнов А.В. Прикладная механика дорожных и аэродромных конструкций. //Учеб. пособие. Омск: Издательство ОмГТУ, 1993.

59. Илиополов С.К. Механико-математическое моделирование системы "дорожная одежда грунт при анализе динамических процессов в её элементах". //Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук. Ростов-на-Дону 1998.

60. Н.Н. Иванов Конструирование и расчёт нежёстких дорожных одежд. //М.: Транспорт, 1973 328 с.

61. Илиополов С.К., Селезнев М.Г. Уточненный метод расчета напряженно-деформированного состояния системы "дорожная одежда грунт". //МП "Новая книга". Ростов-на-Дону, 1997. - 142 с.

62. Илиополов С.К., Ляпин. А.А. Особенности расчета напряженно-деформированного состояния.конструкции дорожной одежды при динамическом нагружении. //Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Технические науки, № 4, 1997. С. 63 - 66.

63. Бардзо В.И., Фирстов В.Г. Методы расчёта и оценки прочности нежёстких дорожных одежд. //М.: Издательство "Высшая школа", 1964.

64. Штрунк К. Стандартный метод расчёта нежёстких дорожных одежд. //Труды ОЖДС. Варшава, 1966.

65. Сегеркранц В.М. Исследование упругих деформаций на автомобильных дорогах, построенных на торфяных болотах в условиях эстонской ССР. //Автореферат диссертации:на соискание учёной степени кандидата технических наук. Таллин, 1967.

66. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. //М.: Машиностроение, 1968.

67. Углова Е.В., Николенко.Д.А. Ровность покрытия как фактор ускоренного разрушения автомобильной дороги. //Тезисы докладов Международной научно-практической конференции "Строительство 2003" Ростов-на-Дону, 2003.-С. 28-30.

68. Илиополов С.К., Лобов Д.В. Оценка состояния дорожных конструкцийметодом спектрального анализа поверхностных волн. //Тезисы докладов Международной научно-практической конференции "Строительство -2003" Ростов-на-Дону, 2003. С. 14 - 15.

69. Установка динамического нагружения Дина-ЗМ. //Паспорт КБ 0024.00.00.000.ПС Государственное предприятие Саратовский научно-производственный центр "РосдорНИИ".

70. Смирнов А.В. Теоретические и экспериментальные исследования работоспособности нежёстких дорожных одежд. //Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. Москва: МАДИ, 1991.-38 с.

71. Лобов Д. В. Оценка состояния конструктивных слоев дорожных одежд нежесткого типа методом спектрального анализа волновых полей. Дисс. к.т.н., Ростов-на-Дону, 2005 - 197 с.

72. Современные автоматизированные технические средства диагностики автомобильных дорог. М.: 2002 - 80 с. // Автомобильные дороги: обзорная информация. Информавтодор. Выпуск 5.

73. Смирнов А.В, Илиополов С.К., Александров А.С. Динамическая устойчивость и расчёт дорожных конструкций. //Учебное пособие. Омск: Издательство СибАДИ, 2003. 187 с.

74. ABAQUS, Finite Element Program, Version 5.2 (1992) Hibbitt, Karlson and Sorensen, Inc.

75. ABAQUS, Finite Element Program, Version 5.2, Theory Manual (1992) Hibbitt, Karlson and Sorensen, Inc. > ::

76. ABAQUS, Finite Element Program, Version 5.2, User Manual (1992) Hibbitt, Karlson and Sorensen, Inc.

77. Hall, Inc., NJ. loannides, A.M., E.J. Barenberg, and Jo A. Lary (1988) Interpretation of Falling Weight.

78. Deflectometcr Results Using Dimensional Analysis, Fourth International Conference on Concrete Pavement Design and Rehabilitation, Purdue University, West Lafayette, IN, April 1989.

79. Irwin, L.H. (1993) Instructional Guide for Back-Calculation and the Use of

80. MODCOMP3 Version 3.6, Cornell Local Roads Program (CLRP) 93-6. August. '

81. Irwin, L.H., and T.C. Johnson (1981) Frost-Affected Resilient Moduli Evaluated with the aid of Nondestructively Measured Pavement Surface Deflections, unpublished. Presented at a Transportation Research Conference, August.

82. Kestler, M.A. and R.L. Berg (1992) Performance of Insulated Pavements at Newton Field, Jackman. Presented at a Transportation Research Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, NH, CRREL Report 92-9, May.

83. Ketcham, S. (1993) Dynamic. Response Measurements and Identification Analysis of a Pavement During Paling Weight Deflectometer Experiments, 72nd Annual Meeting Transportation Research Board, Washington, D.C., January.

84. Koninklijke/Sheil Laboratorium (1972) Bitumen Structures Analysis in Roads (BISAR) Computer Program, Amsterdam, July.

85. Bodenstabilisierung mit hydraulischen Bindemittelh im Erd und Strabenbau / Neumann A. // Tiefbau Tiefbau-Berufsgenoss. - 1997. - 109, № 12. - C. 759-767.

86. Gement-treated subgrajle provides support, economy in Denver's E-470 // enr. -1998.-240.-№20. .

87. Технология и механизация укрепления грунтов в дорожном строительстве / под ред. проф. В.М.Безрука. М.: Транспорт, 1976. - 230 с.

88. Агафонцева В.П., Васильев Ю.М. Улучшение уплотняемости цементог-рунта // Автомобильные дороги, 1973. № 4. - С. 26 - 27.

89. Елькин Б.П., Агейкин В.Н. К вопросу о прочности оснований дорожныходежд из сухих цементогрунтовых смесей // Проектир., стр-во, ремонт и содерж. трансп. сооруж. в усл. Сибири / Томск, архит. строит, ун-т -Томск, 1997.-С. 142-144.

90. Verfahren und Bindenmittel zur Verbesserung und / oder Verfestigung von Boden / Заявка 19706498 Германия, МПК6Е 01 С 21 / 00 Rohbach G. -№ 1970698 / Заявл. 19.2.97; Опубл. 1.12.97.

91. Renhe Yang, Christopher D Lawrence, Cyril J. Lynsdale, John H. Sharp, Cement and Concrete Research Vol.29, pp 17- 25, 1999.

92. Gement-treated subgrajle provides support, economy in Denver's E-470 // enr.- 1998.-240.-№20.

93. Соломатов В.И., Тахиров M.K., Коротин M.M. Бетон с АЦФ-добавкой для транспортного строительства. М.: Транспорт, 1986. - 61 с.

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

95. Технология и механизация укрепления грунтов в дорожном строительстве / под ред. проф. В.М.Безрука. М.: Транспорт, 1976. - 230 с.

96. Воробьев В.А., Андрианов Р.А. Технология полимеров: учебник для вузов. -: Высшая школа, 1980. 412с.

97. Аксенов Б.Г., Тулаев А.Я., Семенов В.А. К проблеме уплотнения зернистых материалов (стохастическая модель упаковки неоднородной зернистой среды) / Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1980. - №8. -С.48-56.

98. Аксенов Б.Г., Агейкин В.Н. Максимально возможное уплотнение зернистых материалов и грунтов. / Доклады АН ВШ РФ. ТГАСА 2004. -№1.-С.36-44„п.' ':> i '. > . I• . . . : !''\W ■ ■ ' ■

99. Хархардин А.Н. Структурно-топологические основы разработки эффективных композиционных материалов и изделий. Дисс. д.т.н., Белгород, 1999.-504 с.

100. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. -М.: Высшая школа, 1978.-С. 58-71.

101. Skott G.D. Investigation of density of random ball Packing. // Nature. 1962. -Vol 194.-P. 956-962.

102. HaugheyD. P. And Beveringe G. S. Local voidage variation in a randomly packed bed of egual sized spheres.// Chem. Eng. Sci. - 1966. - Vol. 21. - P. 905-910.

103. Либерман Ю.А., Михайлов Н.В. Гранулометрия плотных смесей.// Колл. журн. 1967. - Т. 29 - № 3 - С. 364 - 365.

104. Feda I. Mechanics of particulate materials the principes.// Prague. Academia, 1982.-P. 445-452.

105. Хархардин A.H. К теории геометрического строения плотного зернистого слоя.// Комплексное использование нерудных пород КМА в строительстве. М., 1979. - С. 58 - 75. (Сб. тр./ МИСИ, БТИСМ).

106. Хархардин А.Н., Смирнов В.А., Лень Л.И. Расчет состава многофракционного заполнителя для тяжелого бетона. // Изв. Сев. Кавказского НЦВШ, серия "Технические науки". - Ростов - 1978. - № 4. - С. 86 - 88.

107. Гридчин A.M., Королев И.В., Шухов В.И. Вскрышные породы КМА в дорожном строительстве. Воронеж: Центрально-Черноземное книжное издательство, 1983. - 94с.

108. Гридчин A.M. Дорожно-строительные материалы из отходов промышленности: Уч. пособие. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1997. - 204 с.

109. Волков М.И. Головко В.А., Гридчин A.M. и др. Исследование ресурсов местных каменных материалов и отходов промышленности с составлением каталога местных строительных материалов Белгородской области // Отчет по НИИ. Харьков: ХАДИ, 1976. - 95 с.

110. Гридчин A.M. Повышение эффективности дорожных бетонов путем использования заполнителя из анизотропного сырья: Автореф. .дис. доктор техн. наук, Москва, 2002. 47 с.

111. Морозов А.И. Повышение качества щебня из попутнодобываемых пород КМА и органо-минеральных материалов на его основе // Автореф. дис. .канд. техн. наук. Харьков, 1987. - 24 с.

112. Ш.Зощук Н.И., Боровский А.П., Карпов Г.Н. Свойства кристаллических сланцев Старооскольского железорудного района // Комплексное использование нерудных; пород КМА в строительстве. М.: МИСИ, БТИСМ, 1975.-Вып.13.-Т.1.-С. 25 -35.

113. Ш.Зощук Н.И., Сопин М.В., Филонич B.C., Шухов В.И. Способы измельчения дробленого минерального материала. А.с. 867418 СССР. Опубл. 1.07.81. Бюл. №36.

114. Зощук Н.И., Малыхина B.C., Стамбулко В.И. Структура и прочность бетона на заполнителях из кристаллических сланцев КМА // Комплексное использование нерудных пород КМА в строительстве. М.: МИСИ, БТИСМ, 1977. -Bbin.27.-C. 10-21.

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

116. Гридчин A.M., Лесовик Р.В. Особенности производства вяжущих низкой водопотребности и бетона на его основе с использованием техногенного полиминерального песка // Строительные материалы. 2002. - №1. -С.36-38.

117. Гридчин A.M. Производство и применение щебня из анизотропного сырья в дорожном строительстве. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2001. -149 с.

118. Лесовик B.C. Строительные материалы из отходов горнорудного производства Курской магнитной аномалии: Уч. пособие. М. - Белгород: Изд-во АСВ, 1996.-155. с.1

119. Геология, гидрология и железные руды бассейна КМА. М.: Стройиз-дат, 1970.-Т.1,кн.1.-398 с.

120. Лесовик Р.В. Мелкозернистые бетоны для дорожного строительства с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов: Дис.канд. техн. наук. Белгород: БелГТАСМ, 2002. - 238с.

121. Расстегаева Г.А., Подольский; В.П., Носова Л.Н. Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства. А.с. 2214979. С 04 В 26/26. Опубл. 27.10.03. Бюл. №27

122. Резванцев В.И., Меркушов Н.В. Основания из малопрочных известняков в комплекте с гранулированным шлаком // Автомобильные дороги. -1969. -№3.-С.17- 19.

123. Меркушов Н.В. Применение малопрочных известняков в комплексе с гранулированным шлаком для устройства дорожных оснований: Автореф. дис. .канд. техн. наук. Ленинград, 1969. - 22с.

124. Резванцев В.И. Исследование эмульсионноминеральных смесей из местных малопрочных известняков и гранулированного шлака: Автореф. дис. .канд. техн. наук. Саратов, 1972. - 18 с.

125. Высоцкий А.В. Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья кма: Автореф. дис. канд. техн. наук. Белгород, 2003. - 33 с.

126. Лесовик Р.В. Мелкозернистые бетоны для дорожного строительства с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов. Дисс. к.т.н., Белгород, 2002 - 207 с.

127. Салль А.О. Новая концепция применения щебеночных материалов для повышения несущей способности дорожных оснований// Мир дорог -2005-№ 14, 15, 16.

128. Гридчин A.M., Хархардин; А.Н., Лесовик Р.В., Шаповалов С.М. Минеральные бетоны для щебеночных оснований// Строительные материалы -2004-№3-С. 18-19.

129. Исаченко Е.И. Смеси с высокой проникающей способностью для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов. Дисс. к.т.н., Белгород, 2004.- 162 с.

130. Полосин-Никитин С. М. Основы технологии дорожных одежд М.: Транспорт, 1972. - С. 202-211.

131. Сиденко В. М., Батраков О. Т., Леушин А. И. Технология строительства автомобильных дорог. .Насть III/ Производственные предприятия дорожного строительства Киев: изд. «Вища школа» - 1970. - С. 165-176.

132. Марышев Б. С., Соловьёв Б. Н. (ФГУП «СоюздорНИИ») Приближаясь к месту укладки // Строительная техника и технологии 2003 - №5 - с.62.

133. М.В. Младова. Мобильные бетонные заводы проблемы выбора// Аэропорты. Прогрессивные технологии - 2003 -№3 - с. 10.

134. Славуцкий А.К. Дорожные одежды из местных материалов М.: Трапепорт, 1977.

135. Мчедлов-Петросян О.П., Степаненко М.Г. Электрохимическая активация цементов//ДАН СССР, 1961.-Т. 141.-№ 1.-С. 172-175.

136. Штаерман Ю.Я. Виброактивный бетон. Тбилиси, 1963. - 180 с.

137. Шпынова Л.Г. и др. Физико-химические основы формирования структуры цементного камня. Львов, 1981. - 157 с.

138. Исаченко Е. И. Регулирование технологических свойств высокопроникающих смесей для укрепления дорожных оснований // Материалы и технологии XXI века: Сб. статей II Междунар. науч.-технич. конф. -Пенза: изд-во ПДЗ, 2004. С.46-48.

139. Кузнецова Т.В., Кудрешов Н.В., Тимашев В.В. Физическая химия вяжущих материалов: Учебник для хим.-техн. спец. ВУЗов. М.: Выс-шая школа, 1989. - 384 с.

140. Бабков В.В. Физико-механические аспекты оптимизации структуры цементных бетонов. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Л., 1990. - 45 с.

141. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

142. БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

143. УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.Г. ШУХОВА8ЙЙвсй'гге'йь| цепного проректора по I'-.^S3! адауаиой:дслтсльнисти, начальник • В.Г. Шухова

144. Настоящие рекомендации распространяются на щебеночные материалы ш вмещающих скальных пород Курской магнитнойаномалии кварцитопссчаннкои н пород сланцевой гол щи

145. Исследование вещественного состава и физико-механических свойств скальных попутно-добываемых пород КМА показано, что сланцы и кварцитопесчаники удовлетворяют требованиям ГОСТ 23845-79 и могут служить сырьем для производства щебня для строительных рабог.

146. Разница в минеральном составе поверхности щебня и исходной породы прямо пропорциональна количеству в породе слоистых и ленточных силикатов, рудных минералов и степени их концентрации.1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

147. В настоящее время большинство дорожно-строительных организаций устройство щебеночных оснований производят из завозных материалов, несмотря на то, что область обладает значительными запасами щебня из вмещающих скальных пород Курской магнитной аномалии.

148. Для получения высококачественного минерального бетона рекомендуется использовать для расчета состава минеральной смеси разработанную методику.

149. Разработанные составы минеральных смесей, для устройства основании автомобильных дорог, позволяют получить минеральные бетоны с модулем упругости 353 365 МПа.

150. В целом, проблема использования местных сырьевых материалов, взамен привозного, а потому дорогостоящего щебня, является актуальной еще и потому, что позволяет комплексно использовать недра региона КМА и расширить сырьевую базу.

151. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРА ЦП И

152. БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКШ! УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.Г.ШУХОВА

153. Подбор состава минеральной смеси 3

154. Приготовление минеральных смесей 4

155. Особенности приготовления минеральных смесей при пониженных температурах 66 Организация работы 7

156. Действия персонала во внештатных ситуациях 78 Техника безопасности 7

157. Контроль качества приготовления смеси и приемка 8 Приложение 10- 31. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

158. Настоящий технологический регламент предназначен для использования при подборе состава и приготовления минеральных щебеночных смесей (МЩС) для дорожного строительства.

159. Настоящий регламент предназначен для использования минеральных щебеночных смесей (МЩС) при приготовлении в смесительных установках.

160. Настоящий технологический регламент предназначен для контроля качества компонентов смеси и приготавливаемых 1ДМС.

161. ПОДБОР СОСТАВА МИНЕРАЛЬНОЙ СМЕСИ

162. Подбор состава минеральных щебеночных смесей (МЩС) следует производить заранее до начала строительства по разработанным техническим условиям и настоящих технологических рекомендаций.

163. Пр» подборе следует стремиться получить смеси оптимального непрерывного и прерывного зернового состава с наибольшими прочностью, плотностью, что достигается правильно подобранным содержанием в смеси щебня и отсева дробления.

164. Испытание исходных материалов.

165. Перед подбором составов минеральных смесей все исходные материалы следует испытать и установить соответствие их свойств требованиям действующих стандартов.

166. Расчет оптимального зернового состава минеральных щебеночных смесей.

167. Рассчитать зерновые составы минеральных смесей и установить оптимальные соотношения фракций щебня и отсева дробления возможно произвести согласно технических условий на получение минеральных смесей.

168. Экспериментальное определение максимальной плотности.

169. Определить максимальную плотность разработанных смесей возможнопо методике ГОСТ 8269.0-97.

170. Обработка результатов испытаний.

171. Из полученных результатов, выбираем среднее значение пустотности минеральной смеси для каждой серии испытаний составов смеси.

172. ПРИГОТОВЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

173. ОСОБЕННОСТИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСЕЙ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ (НИЖЕ +5°С)

174. Приготовление смесей осуществляется в смесительных установках в соответствии с инструкциями по их эксплуатации.

175. Минеральные смеси, предназначенные для строительства слоев основания при пониженных температурах, производится согласно п. 4, только заполнитель не должен содержать смерзшихся комьев и кусков льда.

176. Основания устраиваются при расчетной прогнозируемой среднесуточной температуре наружного воздуха от +5 до -Н)° С.

177. Транспортирование смесей, укладываемых при пониженных температурах, следует производить п укрытом кузове самосвала, предохраняющем смесь от попадания осадков (снега, дождя), предотвращая тем самым ее смерзание,

178. Открытие движения построечного транспорта возможно сразу после уплотнения минеральной щебеночной смеси.б ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ

179. Работы по приготовлению смеси ведутся, как правило, в две смены.

180. Каждую смену смесительную установку обслуживает бригада,штатный состав которой утверждает главный инженер.

181. Перед началом работы должны быть проверены комплектность оборудования установки, отсутствие посторонних предметов около вращающихся деталей или на лентах конвейеров.

182. ДЕЙСТВИЯ ПЕРСОНАЛА ВО ВНЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЯХ

183. В случае начала дождя работа по приготовлению ЩМС следует приостановить.

184. В случаях поломки какого-либо механизма работу смесительной установки следует приостановить до окончания ремонта.8 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

185. При производстве работ необходимо соблюдать следующие основные правила техники безопасности.

186. К работе допускаются лица, прошедшие специальное обучение, знающие требования безопасного ведения работ.

187. Все машинисты и рабочие должны быть обеспечены спецодеждой, индивидуальными средствами защиты.

188. Перед пуском установки необходимо опробовать работу агрегатов на холостом ходу.

189. На заводе должна быть оборудована надежная система звуковой сигнализации.

190. Открытые токоведущие части щитков, контактные части штепселей, соединений, выключателей и рубильников электрических машин должны быть защищены крышками или кожухами.

191. Очистку смесителя, смазку и ремонт узлов установки производят только после ее остановки.

192. При внезапной остановке одного из работающих узлов технологического комплекса следует немедленно отключшь остальные узлы установки.

193. Необходимо обеспечить исправное состояние не только системы автоматики, но и механизмов местного пуска. При неисправности механизмов местного пуска работа автоматизированной смесительной установки не разрешается.

194. Пуск всех агрегатов и выключение электрических сетей посторонними лицами должны быть исключены.

195. Во избежание попадания в бункера посторонних предметов над загрузочным отверстием должна быть установлена решетка.

196. Перед остановкой смесителя необходимо прекратить подачу в него материалов. Механизмы установки в начале смены машинист должен включить только по указанию дежурного механика.

197. При приготовлении смеси необходимо руководствоваться «Правилами охраны труда при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог». М., Минстрой, 1993.9 контроль качества приготовления минеральнойсмеси и приемка

198. До начала приготовления ЩМС лабораторией должен быть подобран состав смеси, обеспечивающий проектную пустоность ЩМС с учетом'конкретных условий строительства (дальность транспортирования и др.), утвержденный руководителем строительной организации.

199. Контроль качества материалов подразделяется на входной, операционный и приемочный.

200. При операционном контроле качества приготовления минеральной смеси лабораторией регистрируется работа дозаторов. Результаты контроля оформляются в специальном журнале.

201. В случае наличия, при контроле качества, замечании по какому-либо из вышеприведённых контролируемых параметров делается запись в журнале производства работ.