- Пеноплекс в дорожной конструкции
- Дороги на слабых грунтах — надежное решение с ПЕНОПЛЭКС®
- Автодороги на пучинистых грунтах
- Решение проблем деформаций пучения с помощью плит ПЕНОПЛЭКС ®
- Схема расположения насыпи на пучинистом грунте без теплоизоляционного слоя
- Технологический процесс включает в себя следующие работы:
- Эффект применения плит ПЕНОПЛЭКС ® в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях для снижения воздействия морозного пучения
- Объекты дорожного строительства с применением ПЕНОПЛЭКС ® на пучинистых грунтах
Пеноплекс в дорожной конструкции
Теплоизоляционные плиты пеноплекс в дорожной конструкции могут применяться:
- Для устройства теплоизоляционных слоев с целью снижения деформации пучения при промерзании конструкции, в которой в пределах глубины промерзания имеются пучинистые грунты;
- Для предотвращения растепления вечномерзлого грунта в основании и/или теле насыпи;
- В качестве облегченного наполнителя для снижения нагрузки от насыпи на подстилающее основание, сложенное из грунтов со слабой несущей способностью, а также снижения давления на подпорные стенки, устои мостов и т.п.;
- Для защиты дорожной одежды от температурного воздействия подземных коммуникаций, а также как альтернатива перекладки коммуникаций при замене пучинистых грунтов на качественные;
- Для применения в дорожном строительстве плиты пеноплекс выпускают длинной 2400 мм с выборкой четверти по периметру.
При использовании плит пеноплекс в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях для снижения морозного пучения от их применения может быть получен за счет:
- Уменьшения объема качественных материалов, используемых в насыпи для обеспечения ее морозоустойчивости;
- Возможности использования в верхней части земляного полотна местных пучинистых грунтов;
- Уменьшения земляных работ, связанных с заменой пучинистого грунта в выемках либо в нулевых отметках и, как следствие, сокращение сроков строительства;
- Повышения долговечности конструкции в следствии исключения периодически возникающих деформаций морозного пучения;
- Возможности понижения рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действует ограничения СНиП по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли;
- Понижения расчетной влажности грунта земляного полотна и соответствующего повышения расчетных значений прочностных характеристик грунта за счет снижения влагонакопления при процессе морозного излучения;
- Снижения требуемой толщины дренирующего слоя за счет исключения поступления воды;
- Снижения эксплуатационных затрат на содержание дороги.
Эффект от применения плит пеноплекс в районах распространения вечномерзлых грунтов может быть получен за счет:
- Уменьшения объемов привозимых грунтов при сооружении земляного полотна;
- Обеспечения возможности использования в земляном полотне грунта с любой степенью увлажнения в виде мерзло-комковатого материала;
- Уменьшения рабочих отметок насыпей, сооружаемых в зоне мерзлоты с соответствующим уменьшением объемов земляных работ и сокращением сроков строительства;
- Повышение надежности и долговечности дорожной конструкции;
- Снижение экологического ущерба при строительстве дорог в северных районах.
Технологический процесс включает в себя следующие работы:
- Планировка и уплотнения земляного полотна в соответствии с действующими нормативами;
- Отсыпка и уплотнение выравнивающего слоя из песка толщиной 50-100 мм;
- Укладка плит пеноплекс вручную в соответствии со схемами раскладки;
- Закрепление крайних рядов плит металлическими штырями диаметром 6-8 мм и длинной 400 мм;
- Засыпка первого над плитами слоя по способу «от себя»;
- Уплотнение вибрационными уплотняющими средствами.
После уплотнения слоя по нему допускается движение построечного транспорта.
Дороги на слабых грунтах — надежное решение с ПЕНОПЛЭКС®
Сочетание низкой плотности и высокой прочности экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС® позволяет возводить легкие насыпи на слабых грунтах, что существенно удешевляет и облегчает процесс строительства по сравнению с традиционными методами замены грунта или возведения дорожного полотна на сваях.
На фото: легкая насыпь из плит ПЕНОПЛЭКС ® . Строительство дороги в Колпинском районе Санкт-Петербурга
До недавнего времени необходимость прокладывать дороги на слабых основаниях вела к дорогостоящим и трудоемким решениям.
Слабые основания, а к ним относятся грунты с модулем деформации ниже 5 МПа, отличаются невысокой несущей способностью, имеют долгий период стабилизации, подвержены осадке. Эти факторы вынуждают строителей производить выемку слабого грунта и заменять его привозным с более высокими техническими характеристиками, либо строить дорожное полотно на сваях как в виде наземной автострады, так и на эстакадах.
Однако высокотехнологичные материалы XXI века дают возможность использовать слабый грунт для сооружения магистралей с нормируемыми транспортными нагрузками. Впрочем, материал, о котором идет речь, в Западной Европе начали применять еще в прошлом веке. Это — экструзионный пенополистирол, первую дорожную насыпь из которого построили в 1980-е годы в Норвегии. В России в 1998 году его начала производить компания «ПЕНОПЛЭКС», отсюда мы все знаем известную марку высокоэффективной теплоизоляции зданий и сооружений. Буквально через пару-тройку лет его стали применять и в дорожном строительстве. В 2001 году вступили в силу «Методические рекомендации по проектированию и устройству теплоизоляционных слоев дорожной одежды из пенополистирольных плит ПЕНОПЛЭКС®», разработанные специалистами компании-производителя совместно с «СоюзДорНИИ» в дополнение к ВСН 84-89 «Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты».
Первыми объектами дорожного строительства с применением ПЕНОПЛЭКС ® стали пешеходные зоны в центре Санкт-Петербурга, где из плит выполнялись теплоизоляционные прослойки, в основном, для защиты покрытия от сил морозного пучения.
В 2008 году впервые в России был построен участок дороги с легкой насыпью из ПЕНОПЛЭКС ® — развязка Санкт-Петербургской кольцевой автодороги с Пискаревским проспектом.
В таких конструкциях насыпной грунт частично заменяется легкими материалами. Секрет эффективности подобных решений с применением ПЕНОПЛЭКС® прост — он кроется в уникальном сочетании легкости и прочности материала. Так, плотность изделий, применяемых в дорожном строительстве, составляет, в среднем, 25 кг/м 3 , что более чем в 50 раз легче песка. Вместе с тем прочность на сжатие при 10%-й деформации равна не менее 0,15 МПа. Таким образом насыпь из ПЕНОПЛЭКС ® выдерживает эксплуатационные нагрузки на автостраду и в то же время не оказывает лишнего воздействия на слабое основание.
Легкая насыпь из ПЕНОПЛЭКС® удобнее, чем применение сыпучих грунтов и в других отношениях. Закрытая мелкоячеистая структура материала обеспечивает постоянство формы и размера на протяжении всего срока службы, который, по результатам испытаний в НИИ Строительной физики РААСН, оценен минимум в 50 лет. ПЕНОПЛЭКС ® устойчив к морозам и влаге: температурный диапазон его применения составляет от –70 до +75°С, водопоглощение — не более 0,5% по объему, т.е., практически нулевое. Поэтому насыпь, выполненная из блоков ПЕНОПЛЭКС ® , сохраняет размеры и конфигурацию на протяжении всего эксплуатационного периода.
Специально для дорожного строительства производитель выпускает марку изделий ПЕНОПЛЭКС®БЛОК, которые изготовляются путем склеивания плит ПЕНОПЛЭКС ® под прессом. Стандартный блок имеет длину от 1,2 до 3 метров, ширину 60 см и толщину от 12 см до одного метра. По желанию заказчика можно изготовить блоки иных размеров.
На официальном сайте компании «ПЕНОПЛЭКС» можно подробнее ознакомиться с техническими характеристиками изделий ПЕНОПЛЭКС®БЛОК и технологии легкой насыпи.
С применением легких насыпей из ПЕНОПЛЭКС ® построено немало участков дорог в различных регионах России.
Автодороги на пучинистых грунтах
Высококачественные плиты ПЕНОПЛЭКС ® широко применяются для устройства теплоизоляционных слоев в дорожном полотне, возводимом на пучнистых грунтах.
Решение проблем деформаций пучения с помощью плит ПЕНОПЛЭКС ®
Напомним, что морозным пучением называется деформация увлажненного пучинистого грунта под воздействием отрицательной температуры в связи с особенностью воды расширяться при переходе в твердую фазу — лед.
К пучинистым грунтам относятся: глина, пылеватые суглинки, пески мелкой фракции. Применение ПЕНОПЛЭКС ® в строительстве автомобильных дорог позволяет снижать деформации пучения при промерзании конструкции, в которой в пределах глубины промерзания имеются пучинистые грунты.
Сравним схемы устройства дорожной насыпи на пучинистом грунте без применения теплоизоляционного слоя и с использованием плит ПЕНОПЛЭКС ®
Схема расположения насыпи на пучинистом грунте без теплоизоляционного слоя
При отсутствии утепления или при недостаточном слое дорожной насыпи пучинистый грунт основания попадает в зону воздействия отрицательных температур. Это что может вызвать некоторые деформации дорожной конструкции (например, образование трещин, усадок и выемок). Деформации, как правило, не равномерные.
Основная особенность данной деформации – увеличение объема пучинистого грунта основания.
Схема расположения насыпи на пучинистом грунте с ПЕНОПЛЭКС ®
Основная работа теплоизоляционного ковра в дорожной конструкции – уменьшение глубины сезонного промерзания в зоне расположения ковровой теплоизоляции. Благодаря этому возможно «оттянуть» кривую промерзания, доведя ее до зоны расположения слоя непучинистого насыпного грунта в дорожной конструкции.
Технологический процесс обустройства дорожного полотна на пучинистых грунтах с применением ПЕНОПЛЭКС ®
ФГУП СОЮЗДОРНИИ разработана «Технологическая карта по устройству теплоизоляционного слоя дорожной одежды из плит ПЕНОПЛЭКС ® ».
Технологический процесс включает в себя следующие работы:
Планировка и уплотнение земляного полотна:
Отсыпка и уплотнение подстилающего слоя из песка;
Укладка плит ПЕНОПЛЭКС вручную в соответствии со схемами раскладки:
Закрепление крайних рядов плит металлическими штырями диаметром 6–8 и длиной 400 мм:
Засыпка по способу «от себя»:
Распределение песка бульдозером или грейдером:
Эффект применения плит ПЕНОПЛЭКС ® в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях для снижения воздействия морозного пучения
- Уменьшение объема дорогостоящих материалов, используемых в дорожной одежде для обеспечения ее морозоустойчивости.
- Возможность использования в верхней части земляного полотна местных пучинистых грунтов без их замены.
- Увеличение срока службы конструкции вследствие исключения периодически возникающих деформаций морозного пучения.
- Возможность понижения рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действуют нормативные ограничения по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли
- Понижение расчетной влажности грунта земляного полотна и соответствующего повышения расчетных значений прочностных характеристик грунта за счет снижения влагонакопления при процессе морозного пучения.
- Снижение требуемой толщины дренирующего слоя за счет исключения поступления воды.
- Сокращение эксплуатационных затрат на содержание дороги.
Объекты дорожного строительства с применением ПЕНОПЛЭКС ® на пучинистых грунтах
Автомагистраль М-2 «Крым» на участке Серпухов-Тула. Работы проводились в 2000 году.
- Плотный асфальтобетон типа «А» I марки – 6 см
- Плотный асфальтобетон типа «Б» I марки – 6 см
- Пористый асфальтобетон II марки – 11 см
- Щебенисто-песчаная смесь, укрепленная цементом – 24 см
- Щебень, уложенный по способу заклинки – 15 см
- Песок – 35 см
- ПЕНОПЛЭКС ® – 4,5-8 см
Соединительная автодорога между магистралями Москва–Киев и Калуга–Тула (Калужская область). Участок построен в 2001 году.
- Поверхностная обработка черным щебнем
- Плотный асфальтобетон типа «Б» I марки – 5 см
- Пористый асфальтобетон I марки – 7 см
- Пористый мелкозернистый асфальтобетон – 8 cм
- Фракционный щебень – 35 см
- Песок мелкий – 40 см
- ПЕНОПЛЭКС ® – 4 см
- Песок мелкий – 20 см
Автомагистраль М-4 «Дон» в районе города Кашира Московской области. Построено в 2000 году.
- Плотный асфальтобетон типа «А» I марки – 6 см
- Плотный асфальтобетон типа «Б» I марки – 6 см
- Пористый асфальтобетон I марки – 10 см
- Щебенисто-песчаная смесь, укрепленная цементом –- 25 см
- Втапливание щебня М-400 – 10 cм
- Песок – 22 см
- ПЕНОПЛЭКС ® 45 – 8 см
- Песок (выравнивающий слой) – 10 см