автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Обоснование технологии строительства оснований дорожных одежд из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона

кандидата технических наук
Дмитричев, Андрей Владимирович
город
Москва
год
2006
специальность ВАК РФ
05.23.11
цена
450 рублей
Диссертация по строительству на тему «Обоснование технологии строительства оснований дорожных одежд из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона»

Автореферат диссертации по теме "Обоснование технологии строительства оснований дорожных одежд из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона"

/■/>• пр&м\1\ рукописи

. ДМИТРИЧЕВ Андрей Владимирович

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ИЗ УКАТЫВАЕМОГО БЕТОНА С ДОБАВЛЕНИЕМ ДРОБЛЕНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА

(05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Московском- автомобильно-дорожном

институте (государственном техническом университете) на кафедре "Строительство и эксплуатация дорог"

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент-Петрович Павел Павлович

Официальные оппоненты:"

доктор технических наук, профессор Свиридов Николай Васильевич' . кандидат технических наук

Городецкий Леонид Владимирович

Ведущая, организация " - , :ОАО "Асдор"

Защита диссертации состоится « 16 » февраля 2006 г. в '/0 ¿/¿/ч. на заседании диссертационного совета Д 212.126.02 ВАК РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу:

125319, г. Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42. Телефон для справок: (495) 155-08-31, 155-93-24. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).. Просьба высылать отзывы на диссертационную . работу . в' двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, по указанному адресу..

Автореферат разослан «_» января 2006 г. '..

Ученый секретарь диссертационного сове кандидат технических наук, профессор

г&зт

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на постоянное совершенствование существующих технологий строительства дорожных одежд остаются проблемы, связанные с трудностью обеспечения требуемого срока службы дорожной одежды, Во многих случаях преждевременное разрушение дорожных одежд происходит из-за некачественно устроенного основания. Применение укатываемого бетона способствует решению этой проблемы, однако сама технология имеет недостатки, которые сдерживают ее широкое применение. Например, быстрое изменение консистенции бетонной смеси предопределяют трудности уплотнения слоя. Это приводит к тому, что полученный бетон не соответствует проектной марке по прочности и морозостойкости. Другим недостатком является неоднородность прочностных показателей. Модификация укатываемого бетона добавлением дробленого асфальтобетона позволяет изменить технологические свойства смеси, режимы технологии, улучшить прочностные и деформативные свойства бетона, качество работ и срок службы оснований из укатываемого бетона.

Цель диссертационной работы. Обоснование технологии устройства слоев оснований дорожной одежды из укатываемого бетона, модифицированного дробленым асфальтобетоном, на основании выявленных изменений структуры и свойств материала.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие основные задачи:

- проанализировать исследования в области технологии строительства слоев из укатываемого бетона и других композитных материалов;

- теоретически обосновать возможность модификации укатываемого бетона дробленым асфальтобетоном, найти оптимальное количество дробленого асфальтобетона, рассмотреть процесс структурообразования;

- исследовать физико-химическое взаимодействие дробленого асфальтобетона и цементного теста;

- исследовать основные физико-механические свойства укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона в лабораторных условиях на образцах и крупномасштабных моделях и определить фактический

модуль упругости;

~ построить опытный участок и проверить в натурных условиях справедливость теоретических предпосылок и лабораторных исследований, разработать технологический регламент на устройство слоев оснований из укатываемого бетона и технические условия на укатываемые бетонные смеси с добавлением дробленого асфальтобетона.

Поставленные в диссертационной работе задачи реализованы с использованием методов логического анализа и лабораторных экспериментов. Методология исследования базируется на трудах ведущих отечественных и зарубежных ученых в области технологии строительства, эксплуатации покрытий и оснований из укатываемого бетона, а также на действующих инструктивных и нормативно-технических документах в дорожном хозяйстве.

Научная новизна состоит в том, что:

- найдено оптимальное количество дробленого асфальтобетона в укатываемом бетоне с использованием теории перколяции и вероятностно-геометрического анализа;

- предложен физико-химический механизм, показывающий взаимодействие цементного теста и дробленого асфальтобетона при формировании структуры композитного материала;

- исследованы особенности формирования структуры укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном;

- предложена технология введения дробленого асфальтобетона в укатываемую бетонную смесь;

- установлены и смоделированы режимы технологии укатываемого бетона.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем:

- разработаны составы укатываемого бетона различных марок с добавлением дробленого асфальтобетона;

- установлен фактический модуль упругости различных видов укатываемых бетонов, который можно использовать при проектировании жестких дорожных одежд, а также при проектировании асфальтобетонных покрытий на основании из укатываемых бетонов с дробленым асфальтобетоном.

- разработан технологический регламент на устройство оснований дорожной одежды из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона, начиная с момента приготовления укатываемой бетонной смеси и заканчивая операциями по уходу за уложенным слоем;

- разработаны технические условия на смеси бетонные укатываемые с добавлением дробленого асфальтобетона;

- расширена область применения старого асфальтобетона.

Реализация работы. Научные и практические результаты исследований

были использованы ОАО "Асдор" при строительстве опытного участка основания из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона на 16 км автомобильной дороги Москва - Нижний Новгород.

• Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были доложены и одобрены на научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ) в 2003-2006 гг., на Международной научно-технической конференции в Вологодском государственном университете в 2003 г. Разработаны технологический регламент по устройству оснований из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона и технические условия на смеси бетонные укатываемые с добавлением дробленого асфальтобетона.

Публикации. По результатам исследований опубликовано шесть печатных работ, в которых отражены все основные положения диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и содержит 165 страниц текста, 59 таблиц, 31 рисунок, библиографию из 104 наименований, 4 приложения на 54 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе рассмотрена технология строительства покрытий и оснований из укатываемого бетона, ее особенности, преимущества и недостатки. В данной области широко известны исследования зарубежных и отечественных ученых, таких как Шейнин А.М., Ушаков В.В., Басурманова И.В., Боксерман М.А., Городецкий Л.В., Каменецкий Л.Б., Эккель С. В., Коршунов В.И., Нагаевская О.Н., Eisenman X, Birmann D., Schmidt H., Dotzenrath С, Trosh W., Пижжо Р. и др. Проведенный анализ возникающих деформаций и разрушений при эксплуатации автомобильных дорог указывает на то, что в условиях постоянно растущей интенсивности движения и увеличения грузонапряженности перевозок следует отдавать предпочтение технологии ука-

тываемого бетона. Причины этого в том, что данная технология является относительно несложной, не требует дорогостоящих дорожных машин, позволяет использовать местные материалы и отходы промышленности.

Вместе с тем имеется ряд проблем, которые ограничивают использование технологии укатываемого бетона. Среди наиболее значимых проблем следует указать трудность обеспечения ровности слоя из укатываемого бетона, быстрое изменение консистенции бетонной смеси после затворения водой, ведущее к невозможности качественного уплотнения, высокая неравномерность прочностных свойств.

Имеется положительный опыт разработки и применения композитных материалов с совмещенной бинарной структурой. Такие материалы совмещают положительные качества двух различных моноструктур, одновременно исключая недостатки, присущие каждой из этих структур в отдельности. Технологию получения и применения композитных материалов и особенности их структуры изучали Ребиндер ПА, Безрук В.М., Леонович И.И., Ве-ренько В.А., Гезенцвей Л.Б., Казарновская Э.А., Фридман A.A., Николаев

B.А., Бахрах Г.С., Лещицкая Т.П., Петрович П.П., Ольховиков В.М., Фурсов

C.Г. и др.

С учетом анализа рассмотренных технологий и способов поставлена цель: обосновать технологию приготовления укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона и строительства слоев оснований из него, исследовать структурообразование и свойства укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона.

Во второй главе изложены особенности структурообразования укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном.

Цементобетон без добавок органических материалов имеет кристаллизационную моноструктуру. Этому типу структуры присущи высокая прочность при сжатии и при изгибе, морозостойкость, водо- и теплоустойчивость. Однако материал обладает склонностью к значительному трещино-образованию.

В качестве решения проблемы рассматривается возможность создания бинарной (комплексной) структуры. Цементобетон с добавлением дробленого асфальтобетона имеет крисгаллизационно-коагуляционную бинарную структуру. Данный тип пространственной структуры имеет меньшую прочность при сжатии, чем обычный цементобетон с кристаллизационной моно-

структурой, но большую эластичность, деформативносгь, прочность на растяжение при изгибе и расколе, морозостойкость.

Это связано с тем, что структура цементобетона с добавлением дробленого асфальтобетона характеризуется двумя видами связей, возникающих между его структурными элементами: кристаллизационными, образуемыми цементным камнем, и коагуляционными, имеющимися в частицах дробленого асфальтобетона.

а) 6) в)

Рис. 1. Общий вид частиц дробленого асфальтобетона и их взаимодействие с цементом и водой: (а - частицы дробленого асфальтобетона; б - то же с цементом;

в - то же с цементом и водой). 1 - частицы дробленого асфальтобетона; 2 - частицы цемента; 3 - пленка воды; 4 - агрегирование цемента на поверхности частиц дробленого асфальтобетона

В отличие от природного песка, поверхность которого, как известно, имеет окатанную форму и малоактивные поверхности, зерна дробленого асфальтобетона имеют шероховатую угловатую поверхность (рис. 1а). При введении цемента в смесь заполнителей на стадии сухого перемешивания происходит агрегирование частиц цемента на поверхности частиц дробленого асфальтобетона (рис 16).

В полученном бетоне на поверхности раздела частиц асфальтобетон -цементный камень имеется сцепление, обусловленное следующими факторами:

1) механическое сцепление микрочастиц цементного камня и шероховатой поверхности частиц дробленого асфальтобетона, которая имеет не-

ровности, достаточные для образования механического зацепления частиц друг за друга (рис 1).

2) химическое сцепление, когда при гидратации цемента выделяется гидрат окиси кальция, взаимодействующий с асфальтовым вяжущим. В результате комплексного воздействия двух вяжущих в композитном материале формируется бинарная структура, и он приобретает более высокую морозостойкость и деформативность, чем обычный цементобетон.

Для изучения комплексной структуры бетона с добавлением дробленого асфальтобетона и определения оптимального количества последнего в работе использована теория перколяции, разработанная Броудбентом С., Хаммерсли Д., Фитцпатриком Д., Мальтом Р., Палашти И., Шером X., Цалле-ном Р. и др. Применительно к дорожному строительству теорию перколяции использовали Радовский B.C., Леонович И.И., Веренько A.B. Теория перколяции рассматривает структуру неоднородных материалов с сильным различием свойств компонентов.

Решение этой задачи в диссертационной работе сводилось к вероятностно-геометрическому анализу решеток, состоящих из узлов и связей-отрезков. В зависимости от того, какие элементы рассматриваются - связи или узлы, различают задачу связей и задачу узлов.

Из параметров решетки можно выделить следующие:

1. Размерность решетки D - отображает тип решетки.

2. Плотность упаковки С - доля связей в единице площади или в единице объема.

3. Число ближайших соседних узлов N - координационное число. Значение координационного числа N - зависит от плотности упаковки С и определяется с помощью формулы Карнаухова А.П. и X. Румпфа:

где г- постоянная, равная 3,0±0,3.

Имеется эмпирическое правило, по которому порог перколяции по связям определяется через размерность решетки О и число ближайших соседних узлов (\1:

Задача узлов ставится аналогично задаче связей, только случайными элементами решетки являются узлы: все связи принимаются проницаемыми, а узлы делятся на проницаемые и непроницаемые. Вероятность того, что случайно выбранный узел окажется проницаемым, равна р.

Вокруг каждого узла пространственной решетки строят сферу с радиусом, равным половине расстояния до соседнего узла. Доля объема, попадающая внутрь сфер, есть плотность упаковки С. Произведение рт{п"С приблизительно одинаково для решеток одной размерности:

Ртт - С = 0,16 ±0,01 при 0 = 3 (3)

Пороги перколяции по узлам и связям определяются соотношениями (2) и (3) независимо от вида регулярной решетки, поэтому их используют и для нерегулярной решетки в виде случайно расположенных узлов.

Теперь рассмотрим укатываемую бетонную смесь с добавлением дробленого асфальтобетона. При рассмотрении установим следующие допущения:

1. Частицы цементного теста при твердении образуют связи с другими частицами цементного теста и с частицами дробленого асфальтобетона, частицы дробленого асфальтобетона при твердении цементного камня образуют связи только с частицами цементного теста, поэтому связями частиц дробленого асфальтобетона между собой пренебрегаем.

2. Частицы цементного теста будем условно называть белыми частицами, частицы дробленого асфальтобетона - черными.

Очевидно, что для получения наибольшей прочности бетона вследствие твердения цементного камня в вышеописанных условиях, объемная доля черных частиц должна быть не выше некоторого предельного значения, при котором начинают образовываться сквозные скопления (цепочки) черных частиц, пронизывающих весь цементный камень.

Так как среда представляет собой смесь белых и черных частиц, доли которых составляют р и (1-р) соответственно. Координационное число упаковки - среднее значение числа контактов частицы с соседними - равно N. Найдем предельную долю черных частиц рт{п, при которой образуется цепочка черных частиц, пронизывающая всю среду, то есть весь объем цементного камня.

Поскольку все частицы являются твердыми телами и способны воспринимать растягивающие усилия, то очевидно, что в терминах теории перко-

ляции данная задача является задачей связей. Пользуясь формулами (1)-(3), находим долю черных частиц в смеси pmin = 0,097. Тогда оптимальное количество дробленого асфальтобетона равно (при массе 1 м3 бетонной смеси 2400 кг): Ма/б = 2400-0,097 = 232, 8 кг.

Так как в результате испытаний укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном получается прочный конгломерат, то можно предположить, что в процессе твердения цементного камня и образования структуры укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном происходит химическое взаимодействие поверхности частиц дробленого асфальтобетона с продуктами гидратации цемента.

В химической технологии о направлении процесса, при постоянных давлении и температуре, судят по изменению энергии Гиббса AG. В термодинамических системах самопроизвольно могут возникать и протекать только те физические и химические процессы, при которых свободная энергия системы уменьшается. Следовательно, условием самопроизвольно протекающих процессов является убыль свободной энергии системы, т.е. AG<0. Если же внешние силы совершают работу над системой, то запас свободной энергии в системе возрастает и AG>0.

Таким образом, энергия Гиббса (AG) характеризует способность веществ системы к химическим реакциям. Знак ее указывает на направленность процесса. Система при этом становится термодинамически устойчивой, то есть приходит в состояние термодинамического равновесия.

Изменение свободной энергии AG при постоянных давлении и температуре какой угодно сложной химической реакции можно рассчитать, пользуясь следствием из закона Гесса:

AG°peaKu - 2Жз°прод - IAG°MOc , (4)

где AG°peaKu - свободная энергия химической реакции; 1АС0Прод - суммарная свободная энергия продуктов химической реакции; IAG°MO< - суммарная свободная энергия исходных веществ.

Если для данных веществ значения отсутствуют, то изменение свободной энергии AG0 можно рассчитать с помощью уравнения:

AG0 = АН - TAS , (5)

где АН - энтальпия химической реакции; AS - изменение энтропии в ходе реакции; Т - температура, при которой происходит процесс.

Энтальпия и изменение энтропии вычисляют по закону Гесса: ДН°реакц =: 2ЛН°образ.прод ~ 1АН°ИСх / (6)

реакц = образ.прод 25°исх , (7)

Из всех продуктов гидратации цемента наиболее реакционно-способным является гидрооксид кальция Са(ОН)2, получаемые же в процессе реакции гидросиликаты, гидроалюминаты кальция являются химически устойчивыми соединениями и во взаимодействии с компонентами асфальтового вяжущего участия не принимают. Например, бензойная кислота С7Нб02 взаимодействует с гидрооксидом кальция с образованием бензоата кальция и воды:

2 О" СООН+Са(ОН)2 =О~С00^00СП0+2Н2°

(8)

Другие химические реакции взаимодействия поликарбоновых кислот с гидрооксидом кальция протекают аналогично, с образованием устойчивых водонерастворимых солей.

В третьей главе представлены методические основы исследований.

В рамках работы было предложено исследовать бетоны двух классов по прочности: В7,5 и В25 по ГОСТ 26633. Выбор классов бетона объясняется следующим: 1) укатываемые бетоны В7,5 наиболее часто используются при строительстве оснований, при этом суммарная толщина асфальтобетонных слоев составляет 20-25 см, швы не нарезают; 2) укатываемые бетоны класса В25 можно использовать как высокопрочное основание с нарезкой швов, перекрываемое асфальтобетонным слоем толщиной 5-7 см. При этом толщина бетонного основания из бетонов классов В7,5, В25 находится в пределах 15-22 см.

Целью экспериментальных исследований на крупномасштабных моделях являлась оценка несущей способности слоев из укатываемого бетона, а также определение фактического модуля упругости различных видов укатываемого бетона. Профессором Степушиным А.П. предложена методика исследования крупномасштабных моделей - участков основания с помощью специального испытательного стенда ПГС-100-2. Исследовали три крупномасштабные модели размером 0,9x1,5 м: из укатываемого бетона В25, из укатываемого бетона В7,5, из укатываемого бетона В25 с геоячейкой.

Введение геоячейки в конструкцию слоя, не повышая общей прочности слоя, позволяет сегментировать бетонную плиту и моделирует работу деформационных швов.

В четвертой главе представлены результаты лабораторных испытаний укатываемого бетона классов В7,5 и В25. Составы укатываемого бетона представлены в табл. 1.

Таблица 1

Составы бетонных смесей

№ п/п Щебень, кг/м3 Песок Мк=2,6, кг/м3 Дробленый а/б 520 мм, %/кг/м3 Дробленый а/б, 0-5 мм, %/кг/м3 Цемент М500, кг/м3 Вода, кг/м3

Класс бетона по прочности В7,5

1 1270 850 - - 100 130

2 1140 850 10 / 130 - 100 130

3 1270 765 - 10/85 100 130

4 1270 637 - 25 / 213 100 130

5 1270 425 - 50 / 450 100 130

Класс бетона по прочности В25

0 1160 870 - - 350 120

1 1160 826 - 5/44 350 120

2 1160 783 - 10 / 87 350 120

3 1160 739 - 15/131 350 120

4 1160 652 - 25 / 218 350 120

5 1160 435 - 50 / 435 350 120

Результаты испытаний укатываемых бетонов 87,5 представлены на графиках, изображенных на рис. 2-3.

30 35 40 45 50 55 Содержание дробленого асфальтобетона, % от массы песка

Рис. 2. График зависимости прочности укатываемого бетона В7,5 на сжатие от содержания дробленого асфальтобетона

0 10 20 30 40 50 60

Содержание дробленого а/б, %ог массы песка

Рис. 3. График зависимости прочности укатываемого бетона.В7,5 от содержания дробленого асфальтобетона: 1 - на растяжение при изгибе; 2 - на сжатие

На графиках (рис. 2-3) видно, что наибольшие значения прочности соответствуют содержанию дробленого асфальтобетона 25 % от массы песка

в бетонной смеси. По сравнению с образцами, доля дробленого асфальтобетона в которых составляет 10 % от массы песка, прочность выросла на 0,5 % при расколе и на 3,5 % на растяжение при изгибе.

Укатываемый бетон В 7,5 испытывали также на морозостойкость. Укатываемый бетон с содержанием 25 и 50 % дробленого асфальтобетона от массы песка имеет марку по морозостойкости F100, без дробленого асфальтобетона - F50-F100.

Результаты испытаний укатываемого бетона В25 занесены в табл. 2,3 и отображены на рис. 4,5.

Таблица 2

Результаты испытаний укатываемого бетона В25

№ состава 0 1 2 3 4 5 Требования гост

Прочность на сжатие, МПа 28,8 29,7 31,4 31,5 32,6 30,6 30,0

Коэф. вариации, % 11,6 8,7 7,6 12,0 5,7 7Д 13,5

Поданным результатов испытаний был построен график (рис. 4).

"Ш—

4-

А

А

4

3

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Количество дробленого асфальтобетона, % от массы песка

Рис. 4. График зависимости прочности укатываемого бетона В25 на сжатие от содержания дробленого асфальтобетона

Анализируя данные лабораторных испытаний, было принято решение дальнейшие исследования укатываемого бетона В25 проводить на составах 4 и 5, потому что для них получены наибольшие значения прочности образцов, а также коэффициент вариации прочности не превышает 10 %. Для этих составов и для контрольного (без дробленого асфальтобетона) были определены значения прочности на растяжение при изгибе и при расколе.

Таблица 3

Результаты испытаний укатываемого бетона В25 на изгиб и раскол

Состав 0 4 5

Прочность на растяжение при изгибе, МПа 3,97 4,50 4,26

Прочность при расколе, МПа 2,63 2,98 2,83

Коэффициент вариации, % 16,8 10,4 6,3

По результатам испытаний на раскол и растяжение при изгибе был построен график, изображенный на рис. 5.

О 10 20 30 40 50 60

Количество дробленого асфальтобетона. % от массы песка

Рис. 5. График зависимости прочности бетона от содержания дробленого асфальтобетона: 1 - на растяжение при изгибе; 2 - на раскол

Также оценивали морозостойкость по второму ускоренному методу в соответствии с ГОСТ 10060 при испытании образцов в растворе хлористого кальция при температуре -50 °С. Для укатываемого бетона класса В25 морозостойкость соответствовала марке F300, а некоторые образцы - марке F400.

Производили моделирование технологических процессов в лабораторных условиях.

1. Для моделирования технологии перемешивания были приготовлены бетонные смеси (состав 4, класс В25), в которых время перемешивания фиксировали и ограничивали его следующими значениями: 50, 75, 100, 125, 150 с, 200 с. Из полученных смесей формовали образцы-балочки, которые испытывали на растяжение при изгибе (табл. 4).

Таблица 4

Определение прочности на растяжение при изгибе при различном времени перемешивания смеси

Время перемешивания, с Качество перемешивания (визуально) Коэфф. вариации прочности, % Прочность на растяжение при изгибе, МПа

1 2 3 4 среднее значение

50 ; неудовлетворительное 26,7 4,6 4,8 7,6 4,0 5,2

75 удовлетворительное 7,9 4,3 5,3 4,9 4,8 5,0

100 хорошее 5,7 5,7 5,8 5Д 4,5 5,5

125 отличное 5Д 5,7 5,8 5,9 6,5 6/1

150 отличное 2,3 6,5 7,6 7,7 7,3 7,5

150-200 отличное 2Д 7,4 7,6 7,5 7,6 7,5

По результатам таблицы 4 строим график зависимости прочности бетона на растяжение при изгибе от времени перемешивания (рис. 6).

50 75 100 125 150 175 200

Время перемешивания, с

Рис. 6. Зависимость прочности бетона на растяжение при изгибе от времени перемешивания

Таким образом, время перемешивания жесткой бетонной смеси должно быть не менее 150 секунд, что соответствует наибольшей прочности бетона и наиболее приемлемому значению коэффициента вариации прочности. Дальнейшее увеличение времени перемешивания не приводит к значительному повышению прочности бетона. На основании проведенного опыта можно заключить, что время перемешивания должно быть не менее 150 секунд.

2. Одним из серьезных недостатков укатываемого бетона в процессе транспортирования его на дорогу является его высыхание и невозможность уплотнения в дальнейшем. В летнее время температура воздуха достигает 25-35 °С, что в сочетании с открытым кузовом автосамосвала негативно воздействует на укатываемые бетонные смеси, уплотняемые способом укатки. Идея опыта в том, что добавление битумной эмульсии в бетонную смесь предотвращает испарение воды при высоких температурах наружного воздуха.

В результате было определено, что при температуре 30°С и времени выдерживания 150 и 180 мин с добавлением битумной эмульсии уменьшение влажности смеси происходит в среднем на 10-13 % от первичного содержания воды, а без битумной эмульсии влажность уменьшалась приблизительно на 30 %.

3. Для технологии укатываемого бетона процесс уплотнения является ключевым, так как при этом формируется окончательная структура слоя дорожной одежды.

При этом рассмотрены 3 вида уплотнения (рис. 7): кривая 1 - прессование при нагрузке 400 кгс/см2 в течение 3 мин; кривая 2 - прессование циклическими нагрузками 150, 200, 250, 300, 350 и 400 кгс/см2 (общее время - 3 мин);

кривая 3 - комбинированное уплотнение: сначала виброуплотнение на виброплощадке с пригрузом 32 г/см2, затем прессование нагрузкой 400 кгс\см2 (время каждого воздействия 1,5 мин).

2,6 j

2,55 -

со 2,5 -

5

о 2,45 -

t

£ ь- 2,4 -

о о 2,35 —

1 2,3 -

ц

С 2,25 -

2,2 -

2,15 -

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Время уплотнения, с

Рис. 7. Зависимость плотности бетонной смеси от вида и времени уплотнения

Таким образом, наиболее эффективным оказалось комбинированное уплотнение.

Удобоукладываемосгь укатываемых бетонных смесей характеризует возможность достижения качественного уплотнения и является основным технологическим показателем при устройстве слоев из укатываемого бетона. Удобоукладываемосгь бетонных смесей определяли на приборе Вебе по ГОСТ 10181-2000.

По результатам испытаний построен график изменения жесткости смеси во времени (рис. 8).

350 300

о

| 250 о

¡£ 200 о

100

50

0 30 60 90 120 150

Время выдержки смеси, мин

Рис. 8. График изменения жесткости бетонной смеси во времени 1 - смесь без дробленого асфальтобетона; 2 - смесь, содержащая 15 % дробленого асфальтобетона от массы песка; 3 - то же, 25 %; 4 - то же, 50 %

Применение дробленого асфальтобетона как заполнителя в укатываемых бетонных смесях позволяет увеличить время, необходимое для выполнения основных технологических операций - транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси. Это особенно важно, так как позволяет произвести работы на более высоком техническом уровне с сохранением надлежащих параметров качества.

Деформативные характеристики укатываемого бетона в значительной степени отражают специфику работы бетонных плит. Данное исследование проведено с целью выяснить, каким образом меняются деформативные

свойства укатываемого бетона при добавлении в него дробленого асфальтобетона.

Введение в бетонную смесь дробленого асфальтобетона, заменяющего часть песка, позволило сделать предположение, что характер разрушения данного композиционного материала будет менее хрупким, а деформация испытуемого образца до разрушения увеличится. Выдвижение подобной гипотезы основано на вязкоупругих свойствах коагуляционной структуры асфальтобетонных частиц, которые в данном случае применяются в качестве заполнителя.

Для проверки этой гипотезы был осуществлен следующий опыт. Изготовили жесткую укатываемую бетонную смесь проектного класса В25 трех составов: с содержанием дробленого асфальтобетона 25 % и 50 % от массы песка, а также смесь без дробленого асфальтобетона. При испытании об-разцов-балочек фиксировали прогиб центра.

Для бетонов с 25-50 % дробленого асфальтобетона от массы песка характерен резкий рост деформативности (в 1,5-2 раза) по сравнению с образцами из обычного укатываемого бетона. Практически это означает, что данный материал будет более долговечным, так как он лучше работает на изгиб и воспринимает растягивающие нагрузки.

Фактический модуль упругости определяли на крупномасштабных моделях размером 0,9x1,5 м, исходя из прогиба модели, величины нагрузки, толщины модели по формуле А.П. Степушина

0,184 х

сх Wy xhjj (9)

где Рм - величина сосредоточенной нагрузки на испытуемую модель, кгс; с - коэффициент постели основания, кгс/см3, h„ - толщина модели, см; W4 - прогиб в центре модели, см.

В результате испытаний крупномасштабных моделей был определен модуль упругости различных видов укатываемого бетона. Из крупномасштабных моделей были отобраны керны диаметром 100 мм. Результаты испытаний приведены в табл. 5.

Таблица 5

Результаты определения модуля упругости укатываемого бетона

Модель Модуль упругости, МПа Прочность бетона, МПа

на сжатие на растяжение при изгибе на раскол

Укатываемый бетон В7,5 14577 12,4 1,87 1,24

Укатываемый бетон В25 30586 36,5 5,51 3,65

Укатываемый бетон В25 с геоячейкой 71131 31,3 4,72 3,13

В пятой главе приведены результаты строительства экспериментального участка из укатываемого бетона 67,5 с добавлением дробленого асфальтобетона в июне 2003 г. Участок, на котором было осуществлено опытное строительство, является частью автомобильной дороги М7 "Волга-Г Москва-Нижний Новгород, 16 технической категории, на 16 км.

Приготовление укатываемой бетонной смеси производили в стационарной бетоносмесительной установке принудительного смешения циклического действия на АБЗ-4 "Капотня". Состав укатываемой бетонной смеси представлен в табл. 6.

Таблица 6

Щебень М400, кг/м3 Песок Мк=2,6, кг/м3 Цемент М500, кг/м3 Вода, кг/м3 Дробленый асфальтобетон фракции 0-5 мм, % / кг/м3 Лигнопан Б-1, л/м3

1270 637 100 100 25 / 213 1

Добавка Лигнопан Б-1 была применена как пластификатор с целью уменьшения количества воды.

Технология приготовления укатываемой бетонной смеси с добавлением дробленого асфальтобетона в производственных условиях состояла из следующих операций: 1) дозирование щебня и песка; 2) дозирование дробленого асфальтобетона; 3) дозирование цемента 4) загрузка заполнителей, цемента и их сухое перемешивание; 5) дозирование и подача воды; 6) мокрое перемешивание всех материалов; 7) выпуск готовой смеси.

Приготовление смеси осуществляли в смесителе объемом 0,6 м3. Время перемешивания одного замеса равно 150 с.

Транспортирование укатываемой бетонной смеси производили автосамосвалом МАЗ грузоподъемностью 20 т с открытым кузовом (укрытие смеси с целью предохранения от высыхания не выполняли в связи с прохладной погодой и незначительной дальностью возки). Время транспортирования составило 35 мин. Распределение смеси осуществляли тяжелым автогрейдером ДЗ-180, при этом небольшие локальные неровности устраняли дорожные рабочие. Толщина слоя смеси до начала уплотнения составляла 23 см. Уплотнение производили вибрационным катком ДУ-84 массой 16 т. Первые два прохода выполняли без вибрации, затем около 14-16 проходов - с вибрацией и последние 2-4 прохода - без вибрации. Уход осуществляли засыпкой влажным песком, впоследствии увлажняемым поливомоечной машиной.

После выпуска смеси в лаборатории ЦБЗ были заформованы образцы-кубы размером 10x10x10 см. Образцы-кубы твердели в нормальных условиях, были испытаны в возрасте 28 суток. Так как проектная марка бетона на сжатие была 100, то образцы показали увеличение прочности на 20 %.

Были выбурены керны с опытного участка основания из укатываемого бетона класса В7,5 с добавлением дробленого асфальтобетона и керны с контрольного участка основания из укатываемого бетона без добавления дробленого асфальтобетона. Результаты испытания показали увеличение прочностных показателей укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном по сравнению с обычным укатываемым бетоном: прочность на сжатие на 30 %; прочность на раскол и растяжение при изгибе на 35 %.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в соответствии с поставленной целью и задачами, можно сделать следующие выводы:

1. Найдено оптимальное количество дробленого асфальтобетона в бетонной смеси, оно составляет 25-50 % от массы песка, или 218-435 кг/м3. При меньшем значении (218 кг/м3) достигаются наиболее высокие прочностные показатели, при больших значениях повышаются удобоукладывае-мость и удобообрабатываемосгь бетонной смеси, ее однородность, дефор-мативные свойства получаемого бетона.

2. Введение дробленого асфальтобетона в укатываемую бетонную смесь модифицирует структуру укатываемого бетона. Получаемая структура имеет кристаллические и коагуляционные связи, обусловливающие специфические свойства конгломерата. Это позволяет повысить деформатив-

носгь, морозостойкость, сопротивляемость изгибающим и растягивающим нагрузкам по сравнению с укатываемым бетоном без дробленого асфальтобетона - свойства, определяющие срок работы бетона в дорожной конструкции. Необходимая однородность структуры достигается технологическими приемами - изменением порядка введения исходных материалов в смесь при ее приготовлении, времени перемешивания.

3. Замена в укатываемой бетонной смеси части песка дробленым асфальтобетоном фракции 0-5 мм, имеющих более развитую шероховатую поверхность, способствует физико-химическому взаимодействию частиц дробленого асфальтобетона и цементного камня, что приводит к упрочнению структуры.

4. Моделирование технологических режимов в лабораторных условиях позволяет стабилизировать следующие технологические операции:

- найденное оптимальное время перемешивания укатываемых бетонных смесей в процессе приготовления равно 140-150 секундам;

- транспортирование укатываемых бетонных смесей можно выполнять до 3 часов без потери влажности за счет добавления дробленого асфальтобетона и (при необходимости) битумной эмульсии. У укатываемых бетонных смесей без дробленого асфальтобетона и битумной эмульсии время транспортирования составляет 0,5-1 час;

- добавление дробленого асфальтобетона в укатываемую бетонную смесь позволяет поддерживать жесткость бетонной смеси в пределах 120-140 сек до 2-2,5 часов. Для бетонной смеси без дробленого асфальтобетона уже через 30 минут жесткость смеси составляет 200 секунд, что свидетельствует о ее непригодности. Это особенно важно, так как жесткость -важнейший технологический показатель смеси.

- выбран оптимальный режим уплотнения - комбинированный, сочетающий в себе виброуплотнение и статическое уплотнение. При этом достигается наибольшая прочность получаемого бетона.

5. Прочность на сжатие у укатываемых бетонов классов В7,5 и В25 не ниже, чем у аналогичных бетонов без добавки дробленого асфальтобетона, а главный показатель для дорожного цементобетона - прочность на растяжение при изгибе - выше. Увеличение прочности на сжатие составляет 1013 %, прочности на растяжение при изгибе - на 12,5 %. Деформативносгь укатываемого бетона увеличивается при введении дробленого асфальтобе-

тона в 1,5-2 раза, следовательно, возрастает трещиностойкосгь. Это значит, что швы можно нарезать с большим интервалом.

6. Разработаны "Технологический регламент на устройство оснований из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона" и "Технические условия на укатываемые бетонные смеси с добавлением дробленого асфальтобетона". Проведено строительство опытного участка с использованием разработанных документов. Проведенная технико-экономическая оценка применения укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона указывает на целесообразность его применения.

7. Результаты теоретических, лабораторных и натурных исследований подтверждают целесообразность и возможность использования, на основе разработанных технологических приемов теории перколяции и вероятностно-геометрического анализа для регулирования состава и свойств укатываемых бетонов с добавлением дробленого асфальтобетона.

Список работ по диссертации

1. Применение гранулята в укатываемом бетоне / Петрович П.П., Щелкунов В.В., Фадеев М.В., Дмитричев A.B., Лупанов А.П., Лупанов В.А.: Тезисы докл. Межд. семинара "Перспективы и эффективность применения цементобетона в дорожном строительстве"/ МАДИ-ГТУ. М., 2002. - С. 49-53

2. Савицкий В.В., Петрович П.П., Дмитричев A.B. Лабораторные исследования укатываемого сталефибробетона: Науч.-техн. сб. Вып. 7 / Военно-технический университет при Спецстрое России. - Балашиха, 2003. - С. 122124.

3. Петрович П.П., Дмитричев A.B. Исследование свойств укатываемого бетона для строительства покрытий автомобильных дорог // Материалы Международной научно-технической конференции / ВоГТУ. - Вологда, 2003. - С. 217-218.

4. Петрович П.П., Дмитричев A.B. Современное состояние и перспективы развития технологии укатываемого бетона // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП "Информавтодор". - 2004. - Вып. б. - 88 с.

5. Петрович ПЛ., Дмитричев A.B. Определение жесткости укатываемой бетонной смеси: Сб. тр. МАДИ-ГТУ / МАДИ-ГТУ. М., 2005. - С. 85-89.

6. Петрович ПЛ., Дмитричев A.B. Исследование деформативносги укатываемого бетона: Сб. тр. МАДИ-ГТУ / МАДИ-ГТУ. М., 2005. - С. 90-94.

Заказ № 28/01/05 Подписано в печать 12.01.2005 Тираж 120 экз. Усл. п.л. 0,92

ООО "Цифровичок", тел. (095) 797-75-76; (095) 773-22-20 www.cfr.ru; е-таИ:т/о@с/г,т

сХЧХ fr

îkKl

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Дмитричев, Андрей Владимирович

Введение

Глава 1. Современное состояние и перспективы применения технологии укатываемого бетона

1.1. Предпосылки активного развития технологии укатываемого бетона

1.2. Деформации и разрушения дорожных одежд и причины их образования

1.3. Применение технологии укатываемого бетона

1.3.1. Применение технологии укатываемого бетона за рубежом

1.3.2. Применение технологии укатываемого бетона в России

1.4. Разновидности укатываемого бетона

1.4.1. Укатываемый бетон с использованием зол уноса

1.4.2. Укатываемый бетон на основе местного карбонатного сырья

1.4.3. Укатываемый бетон с добавлением шлаков

1.5. Материалы для приготовления укатываемых бетонных смесей

1.5.1. Крупный и мелкий заполнитель

1.5.2. Вяжущее

1.5.3. Химические добавки

1.6. Технология строительства слоев дорожной одежды из укатываемого бетона

1.6.1. Приготовление укатываемых бетонных смесей

1.6.2. Транспортирование укатываемых бетонных смесей

1.6.3. Укладка и уплотнение, уход

1.6.4. Устройство деформационных швов

1.7. Проблемы, возникающие при строительстве и эксплуатации слоев дорожной одежды из укатываемого бетона

1.8. Технология композитных бетонов

Выводы по главе

Цели и задачи исследования

Глава 2. Формирование структуры укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона

2.1. Особенности структуры укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном

2.2. Применение теории перколяции для обоснования оптимального количества дробленого асфальтобетона в укатываемой бетонной смеси

2.3. Физико-химическое взаимодействие дробленого асфальтобетона и продуктов гидратации цемента

2.3.1. Твердение цемента и сопровождающие его физико-химические процессы

2.3.2. Теоретические основы химических процессов, протекающих в системе "цементное тесто - дробленый асфальтобетон"

2.3.3. Старение асфальтобетона

2.3.4. Роль активации поверхности зерен дробленого асфальтобетона при взаимодействии с цементным тестом

2.3.5. Химическое взаимодействие продуктов гидратации цемента и компонентов дробленого асфальтобетона

Выводы по главе

Глава 3. Методика проведения лабораторных исследований

3.1. Применяемые материалы

3.2. Приготовление и хранение образцов

3.3. Методика исследования крупномасштабных моделей

3.4. Методика исследования напряженно-деформированного состояния моделей бетонных покрытий и оснований

3.5. Методика определения фактического модуля упругости

Выводы по главе

Глава 4. Лабораторные исследования укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона

4.1. Исследование свойств дробленого асфальтобетона

4.2. Исследование оптимальной влажности смесей

4.3. Определение прочностных показателей укатываемых бетонов классов В7,5 и В

4.3.1. Исследования укатываемого бетона В7,

4.3.2. Исследования укатываемого бетона В

4.4. Испытания, моделирующие основные технологические процессы

4.4.1. Исследование влияния процесса перемешивания на прочность получаемого бетона

4.4.2. Результаты исследования влажности смеси при ее транспортировании

4.4.3. Исследование процесса уплотнения

4.4.4. Исследование деформативности укатываемого бетона

4.5. Исследование крупномасштабных моделей

4.5.1. Результаты испытаний крупномасштабных моделей

4.5.2. Определение фактического модуля упругости

4.5.3. Определение прочности бетона крупномасштабных моделей с помощью склерометра и отбора кернов

Выводы по главе

Глава 5. Экспериментальное строительство участка основания из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона.

Экономическая эффективность результатов работы

5.1. Методика проведения испытаний

5.2. Технология устройства опытного участка на автомобильной дороге "Волга-1"

5.2.1. Расчет прочности дорожной одежды при использовании в качестве материала основания укатываемого бетона В7,5 с дробленым асфальтобетоном

5.2.2. Приготовление укатываемой бетонной смеси на заводе

5.2.3. Технология производства работ по устройству основания

5.2.4. Результаты испытаний образцов-кубов

5.2.5. Результаты испытаний кернов, отобранных на а/д "Волга-1"

5.3. Экономическая эффективность работы

Выводы по главе 5.

Введение 2006 год, диссертация по строительству, Дмитричев, Андрей Владимирович

Из всех задач, поставленных перед дорожным строительством, наиболее важными являются обеспечение требуемой надежности и долговечности как дороги в целом, так и ее отдельных конструктивных элементов - земляного полотна, дорожной одежды, искусственных сооружений и т.д. В связи с этим в последнее время используются новые технологии, позволяющие достичь высокого качества при производстве работ, переработать вторичные материалы, также применяются новые дорожно-строительные материалы с улучшенными прочностными и деформативными характеристиками, что ведет к увеличению межремонтных сроков службы дорожной одежды и к сокращению затрат при ремонте и содержании дороги.

Тем не менее, остается ряд проблем, связанный с недоступностью в отдельных регионах страны тех или иных дорожно-строительных материалов, недостатком дорогостоящего технологического оборудования и дорожной техники, сложностью отдельных технологических процессов, которые ведут к сужению круга применяемых технологий.

Например, строительство оснований дорожных одежд из укатываемых бетонов не является новой технологией - метод известен с 80-х годов прошлого века. Однако и по сей день не решены многие проблемы, ограничивающие применение этой технологии.

Строительство оснований из укатываемого бетона позволяет относительно быстро создать качественное и прочное основание под дорожную одежду, способное служить до 25-30 лет [36,38]. Машины и механизмы для реализации этой задачи необходимы самые распространенные - автогрейдеры, асфальтоукладчики, звено катков. Однако в процессе устройства слоев дорожной одежды имеются проблемы, сдерживающие широкое распространение этой технологии. Следовательно, до сих пор не создано эффективной технологической схемы по устройству слоев дорожных одежд из укатываемого бетона и технология не изучена в целом.

В связи с этим актуальным является решение задачи комплексного изучения технологии строительства слоев дорожной одежды из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона как модификатора, позволяющего стабилизировать технологические качества укатываемой бетонной смеси и прочностные показатели получаемого бетона.

Цель работы - обоснование технологии устройства слоев оснований дорожной одежды из укатываемого бетона, модифицированного дробленым асфальтобетоном, выявление изменения структуры и свойств материала.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- найдено оптимальное количество дробленого асфальтобетона в укатываемом бетоне с использованием теории перколяции и вероятностно-геометрического анализа;

- предложен физико-химический механизм, объясняющий взаимодействие цементного теста и дробленого асфальтобетона при формировании композитного материала;

- исследованы особенности формирования структуры укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном;

- предложена технология введения дробленого асфальтобетона в укатываемую бетонную смесь;

- установлены и смоделированы режимы технологии укатываемого бетона.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- особенности формирования структуры укатываемого бетона с дробленым асфальтобетоном;

- технология введения дробленого асфальтобетона в укатываемую бетонную смесь;

- теоретическое обоснование оптимального количества дробленого асфальтобетона в укатываемом бетоне;

- физико-химический механизм, объясняющий взаимодействие цементного теста и дробленого асфальтобетона при формировании композитного материала;

- исследования режимов технологии укатываемого бетона.

Практическая значимость работы:

Разработаны составы укатываемого бетона различных марок с добавлением дробленого асфальтобетона.

Разработан технологический регламент на устройство оснований дорожной одежды из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона, начиная с момента приготовления укатываемой бетонной смеси и заканчивая операциями по уходу за уложенным слоем.

Разработан проект технических условий на смеси бетонные укатываемые с добавлением дробленого асфальтобетона.

Установлен фактический модуль упругости различных видов укатываемых бетонов, который может быть использован при проектировании жестких дорожных одежд, а также при проектировании асфальтобетонных покрытий на основании из укатываемых бетонов.

Расширена область применения старого асфальтобетона.

Реализация работы осуществлена на предприятиях АБЗ-4 "Капотня" и ОАО "Асдор". Построен опытный участок основания из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона на 16 км автомобильной дороги Москва-Нижний Новгород в 2003 г.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научно-исследовательских конференциях МАДИ-ГТУ в 2003, 2004, 2005 и 2006 годах, на Международной научно-технической конференции в Вологодском государственном университете (Вологда, 2003 г.) и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, приложений и списка литературы. Работа изложена на 197 страницах машинописного текста, содержит 48 таблиц и 32 рисунка. Список литературы включает 104 наименований отечественных и зарубежных авторов.

Заключение диссертация на тему "Обоснование технологии строительства оснований дорожных одежд из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона"

Общие выводы

1. Найдено оптимальное количество дробленого асфальтобетона в бетонной смеси, оно составляет 25-50 % от массы песка, или 218-435 кг/м3. При меньшем значении (218 кг/м3) достигаются наиболее высокие прочностные показатели, при больших значениях повышаются удобоукладываемость и удобообрабатываемость бетонной смеси, ее однородность, деформативные свойства получаемого бетона.

2. Введение дробленого асфальтобетона в укатываемую бетонную смесь модифицирует структуру укатываемого бетона. Получаемая структура имеет кристаллические и коагуляционные связи, обусловливающие специфические свойства конгломерата. Это позволяет повысить деформативность, морозостойкость, сопротивляемость изгибающим и растягивающим нагрузкам по сравнению с укатываемым бетоном без дробленого асфальтобетона - свойства, определяющие срок работы бетона в дорожной конструкции. Необходимая однородность структуры достигается технологическими приемами - изменением порядка введения исходных материалов в смесь при ее приготовлении, времени перемешивания.

3. Замена в укатываемой бетонной смеси части песка дробленым асфальтобетоном фракции 0-5 мм, имеющих более развитую шероховатую поверхность, способствует физико-химическому взаимодействию частиц дробленого асфальтобетона и цементного камня, что приводит к упрочнению структуры.

4. Моделирование технологических режимов в лабораторных условиях позволяет стабилизировать следующие технологические операции:

- найденное оптимальное время перемешивания укатываемых бетонных смесей в процессе приготовления равно 140-150 секундам;

- транспортирование укатываемых бетонных смесей можно выполнять до 3 часов без потери влажности за счет добавления дробленого асфальтобетона и (при необходимости) битумной эмульсии. У укатываемых бетонных смесей без дробленого асфальтобетона и битумной эмульсии время транспортирования составляет 0,5-1 час;

- добавление дробленого асфальтобетона в укатываемую бетонную смесь позволяет поддерживать жесткость бетонной смеси в пределах 120-140 сек до 2-2,5 часов. Для бетонной смеси без дробленого асфальтобетона уже через 30 минут жесткость смеси составляет 200 секунд, что свидетельствует о ее непригодности. Это особенно важно, так как жесткость - важнейший технологический показатель смеси.

- выбран оптимальный режим уплотнения - комбинированный, сочетающий в себе виброуплотнение и статическое уплотнение. При этом достигается наибольшая прочность получаемого бетона.

5. Прочность на сжатие у укатываемых бетонов классов В7,5 и В25 не ниже, чем у аналогичных бетонов без добавки дробленого асфальтобетона, а главный показатель для дорожного цементобетона - прочность на растяжение при изгибе -выше. Увеличение прочности на сжатие составляет 10-13 %, прочности на растяжение при изгибе - на 12,5 %.

Деформативность укатываемого бетона увеличивается при введении дробленого асфальтобетона в 1,5-2 раза, следовательно, возрастает трещиностойкость. Это значит, что швы можно нарезать с большим интервалом.

6. Разработаны "Технологический регламент на устройство оснований из укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона" и "Технические условия на укатываемые бетонные смеси с добавлением дробленого асфальтобетона". Проведено строительство опытного участка с использованием разработанных документов. Проведенная технико-экономическая оценка применения укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона указывает на целесообразность его применения.

7. Результаты теоретических, лабораторных и натурных исследований подтверждают целесообразность и возможность использования, на основе разработанных технологических приемов теории перколяции и вероятностно-геометрического анализа для регулирования состава и свойств укатываемых бетонов с добавлением дробленого асфальтобетона.

Библиография Дмитричев, Андрей Владимирович, диссертация по теме Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

1.А., Шейнин A.M., Чумаченко В.И., Мирзанов У.М. Укатываемый бетон на основе медленнотвердеющего шлакового вяжущего. Автомобильные дороги. № 9, 1993. С. 18-20.

2. Басурманова И. В., Кириллова Л. М., Коршунов В. И. Исследование свойств укатанного бетона для строительства покрытий. Труды Союз-дорНИИ, 1993 г., с. 44-51.

3. Басурманова И.В. Технология строительства покрытий и оснований из укатанного бетона. "Автомобильные дороги", 1995, № 3-4 , с. 21-22.

4. Бахрах Г.С., Лещицкая Т.П. Полужесткие покрытия и перспективы их применения //Автомобильные дороги. 1975. - № 6. - С. 12-13.

5. Безрук В. М. Основные принципы укрепления грунтов. М.: Транспорт, 1987. 32 с.

6. Бетоны тяжелые укатываемые из смесей жестких для дорожного строительства. Технические условия: Проект ОСТ / ГП "РосдорНИИ". -М., 2002.-21 с.

7. Вайншток Л.В. Практика ОАО "Центрдорстрой" по строительству дорожных и аэродромных цементобетонных покрытий // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП "Информавтодор". 2003. - Вып. 6.-С. 47-51.

8. Веренько В.А. Дорожные композитные материалы. Структура и механические свойства / Под ред. И.И. Леоновича. Мн.: Навука i техжка, 1993. 246 с.

9. Галкин В.В., Черноусов H.H. Прочность и долговечность мелкозернистого сталефиброшлакобетона (СФШБ). 1-ая Всероссийская конференция по проблемам бетона и железобетона, секция "Вопросы технологии бетона", М., 2001, 2-я книга, с. 1180-1187.

10. Гезенцвей Л.Б. Асфальтовый бетон из активированных минеральных материалов. М., "Стройиздат", 1971. 256 с.

11. Гезенцвей Л.Б. Асфальтовый бетон. М., "Стройиздат", 1964. 448 с.

12. Глыбин B.C. Технология дорожного цементобетона. М., "Высшая школа", 1972. 272 с.

13. ГОСТ 10060.2-95. Бетоны. Ускоренные методы определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании. Введ. 01.09.1996. М.: ГУП ЦПП, 1997.-31 с.14