Правительством Москвы, строительным комплексом вкладываются огромные средства в развитие и реконструкцию дорожно-транспортной сети города. Закончено строительство Третьего транспортного кольца и реконструкция примыкающих магистралей, на очереди четвертое транспортное кольцо, хордовые магистрали-дублеры, реконструируются Боровское шоссе, сложнейшая развязка, соединяющая Краснопресненский проспекте МКАД. Выполняется большой объем благоустроительных работу возводимых жилых комплексов и отдельных зданий. При этом самое пристальное внимание уделяется вопросам качества строительства, применяемых конструкций, материалов, технологий производства работ.
Лаборатория дорожного строительства ГУП «НИИСтроительный портал» в содружестве с институтами , , «МАДИ», с крупнейшими дорожно-строительными фирмами г. Москвы (Инждорстрой, Дормост, Гордорстрой, ПСК «ТАК») и заводами по производству бетонов и асфальтобетонов работает над этой проблемой.
К наиболее перспективным направлениям исследований следует отнести литьевую технологию строительства бетонных покрытий и оснований.
При строительстве оснований из укатываемых бетонных смесей с помощью грейдеров не удается добиться требуемой ровности. Альтернативой этой технологии является технология, разработанная ГУП «НИИСтроительный портал». Литая бетонная смесь с осадкой конуса 18 см доставляется автобетоносмесителями, выгружается в подготовленную опалубку и разравнивается ручным специальным инструментом.
При использовании самоуплотняющихся смесей отпадает необходимость применения вибрационной техники. Бригада из 5 человек может укладывать и обрабатывать в смену 1000-1200 м2 покрытий или оснований. По этой технологии выполнено благоустройство около 100 объектов - это школы, детсады, дороги у жилых зданий, комплекс «Золотые Ключи», госпиталь участников ВОВ, Олимпийская деревня на ул. Удальцова, участки Третьего транспортного кольца.
Особенно эффективна эта технология при благоустроительных работах, т.к. позволяет улучшить экологию окружающей среды, отказаться от устройства асфальтобетонных покрытий и повысить срок их службы с 2-3 до 25-30 лет.
Получение поверхности требуемого качества с коэффициентом продольного сцепления 0,4 и более обеспечивается применением ручного специального оборудования, которое уже имеется в ряде московских строительных организаций, производящих укладку бетонных смесей. Возможно также получение декоративной поверхности покрытий при использовании различных технологических приемов, цветных цементов и пигментов.
Как показали исследования и наблюдения за дорогами, работающими в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях и при повышенных транспортных нагрузках, для повышения их эксплуатационных показателей, целесообразно устраивать покрытия из литых бетонных смесей, армированных стальными фибрами. Применение фибры позволяет также увеличить в 2-3 раза расстояние между температурными швами покрытия, а в отдельных случаях отказаться от их устройства в основаниях дорог.
В последние годы по этой технологии построено более 500 тыс. м2 дорог, подъездных путей, тротуаров и площадок на объектах: школа на ул. Тухачевского, детский сад в 119 квартале Новых Кузьминок, совхоз «Московский», госпиталь участников ВОВ на Стартовой ул., жилой комплекс «Золотые ключи» на Минской ул., Новая Олимпийская деревня и др.
| В 2005 г. п ри среднем и капитальном ремонте покрытий около 30% площадей было уложено с применением щебне-мастичного асфальтобетона (ЩМА)
| Наблюдения за построенными участками показали, что при выполнении технологических требований по изготовлению и укладке бетонных смесей покрытия через 25 лет эксплуатации находятся в хорошем состоянии. Использование литых бетонных смесей вместо смесей с осадкой конуса 1-4 см позволяет на 10% снизить расход цемента, сократить трудозатраты на 30-40% и улучшить условия труда. Как показал опыт, срок службы таких конструкций составляет не менее 30 лет.
В целях продвижения технологии в практику дорожного строительства ГУП «НИИСтроительный портал» разработал комплект нормативных документов, использование которых позволит устраивать дорожные покрытия высокого качества:
- Технические рекомендации по устройству дорожных покрытий из литых бетонных смесей - ТР 147-02;
- Технические рекомендации по конструкциям и технологии строительства дорогв местах подверженных усиленному воздействию транспортных нагрузок - ТР 135-03;
- Технические рекомендации по технологии применения дисперсно-армированных бетонных смесей для строительства монолитных покрытий и оснований городских дорог повышенной эксплуатационной надежности -ТР 86-98;
- Инструкция по технологии строительства городских дорог в зимнее время - ВСН 159-04.
В последние годы для одно- и двухстадийного строительства успешно применяются малоцементные укатываемые бетоны. Лабораторией дорожного строительства были разработаны составы, технология укладки смесей, а также возможные конструкции дорог различного назначения.
Укатываемый бетон по сравнению с пластичным имеет более низкий модуль упругости и высокую деформативность вследствие использования низкомарочных известняков крупностью до 70 мм, снижения водопотребности и расхода цемента на 10-15%. Это обеспечивает повышенную работоспособность дорожной одежды с асфальтобетонными и бетонными покрытиями, и за счет технологичности укатываемого материала позволяет в год устраивать в Москве по 500 тыс. м2 оснований. При этом на 1000 м2 достигается снижение трудозатрат на 26 чел.-дн. по сравнению с использованием пластичного бетона.
С точки зрения теории искусственных строительных конгломератов и теории перколяции исследован процесс структурообразования укатываемого бетона с добавлением дробленого асфальтобетона и битумной эмульсии.
Исследования проводятся с учетом требований современных нормативных документов и с применением новых методик испытаний конструкций в натуральную величину. В результате для исследований выбраны два вида укатываемого бетона - классов В7,5 и В25, как наиболее перспективных для устройства оснований и стадийного строительства.
Результаты многолетнего опыта лаборатории дорожного строительства обобщены в рекомендациях по применению укатываемого малоцементного бетона в конструкциях дорожных одежд - ТР 146-03.
Исторически сложилось, что основным покрытием дорог в г. Москве является асфальтобетон, поэтому в деятельности лаборатории особое значение придавалось этому направлению.
Лабораторией разрабатывались и внедрялись в практику дорожного строительства г. Москвы самые передовые материалы и технологии асфальтобетонных конструкций.
На основе общих закономерностей теории прочности и деформативной устойчивости асфальтобетона экспериментально подтверждена возможность направленной разработки оптимальных структур материала с заданным значением модуля упругости и прочности на растяжение при изгибе.
Для устройства верхних слоев асфальтобетонных покрытий, подверженных наибольшему износу от транспортных, погодных и климатических воздействий, наибольшее распространение получил литой асфальтобетон, щебне-мастичный асфальтобетон. Началось внедрение асфальтобетонов на битумно-резиновом вяжущем «Бит-рэк». В 2005 г. при среднем и капитальном ремонте покрытий около30% площадей было уложено с применением щебне-мастичного асфальтобетона (ЩМА). Большое содержание крупного щебня в структуре ЩМА обеспечивает хорошее сцепление колесе покрытием и, в первую очередь, во время дождя. Такое покрытие обладает стойкостью к образованию трещин и колеи, не расслаивается, характеризуется повышенными эксплуатационными свойствами. Производство таких смесей налажено на АБЗ-1, а укладка выполняется ОАО «Инждорстрой».
ГУП«НИИСтроительный портал» совместно с«МАДИ» разработаны рецептура и технология применения, так называемых «холодных асфальтобетонов». Под колесом автомобиля «холодный асфальт» приобретает свойство монолита. Обычно зимой асфальтобетонные заводы незагружены и могли бы впрок выпускать «холодный асфальт» на жидких битумах с добавками. «Холодный асфальт» можно хранить и в мешках, и в штабелях, и по мере необходимости применять для ремонта дефектных дорожных покрытий.
Производство таких смесей налажено на АБЗ-4 ОАО «Мосинжстрой» и на заводе «Союзлес».
Результаты работ нашли отражение в нормативных документах:
- Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций с применением асфальтобетона - ТР 103-00;
- Технические рекомендации по ремонтно-восстановительным работам дорог, тротуаров, площадок различного назначения при комплексном благоустройстве дворовых территорий - ТР 127-01;
- Технические рекомендации по устройству и ремонту дорожных покрытий с применением литого асфальтобетона -ТР 164-04.
На протяжении многих лет лаборатория дорожного строительства ведет большую работу по обслуживанию асфальтобетонных заводов г. Москвы. Ежегодно для заводов подбираются составы асфальтобетонных смесей, периодически проводится контроль качества выпускаемой продукции, даются консультации по применению материалов и технологий приготовления и укладки асфальтобетонных смесей. Разработана технология устройства различных дорожных конструкций с использованием продуктов переработки промышленных отходов, старого асфальтобетона, автопокрышек, бетонов дорожно-транспортных сооружений.
| ГУП «НИИСтроительный портал» совместно с «МАДИ» разработаны рецептура и технология применения, так называемых «холодных асфальтобетонов»
| По данным зарубежных и отечественных исследователей энергозатраты при добыче природного щебня в 8 раз выше, чем при получении щебня путем переработки лома. Себестоимость бетона с применением переработанного щебня снижается на 25%. Рациональное использование продуктов переработки в экологически чистых бетонных дорожных конструкциях позволяет не только снизить стоимость строительства дорог, но и повысить их эксплуатационные показатели.
Возможности для проведения этой работы безграничны. Объем отходов только бетона и железобетона на сегодняшний день составляет в российской столице более 500 тыс.т/год, и эта величина постоянно возрастает. Ежегодно на улицах г. Москвы снимается более 450 тыс. т отработанного асфальтобетона, скапливается около 1 млн. т использованных автомобильных шин, а с крыш сносимых зданий снимается более 50 тыс. т битумосодержащих материалов мягких кровель с содержанием вяжущего до 55-57%.
Применение дробленого старого асфальтобетона в различных дорожных конструкциях определяется исходным материалом, полученным из мелкозернистого, крупнозернистого или песчаного слоя для укладки дорог. Особенно эффективно совместное дробление асфальтобетона и цементобетона, позволяющее улучшить физико-механические показатели заполнителей, которые могут быть использованы частично вместо природных заполнителей в бетонах марок В7,5, В15, В22,5. Дробленый асфальтобетон в качестве крупного и мелкого заполнителя, частично взамен природных заполнителей, пригоден для устройства основании и подстилающих слоев дорожных конструкций.
Результаты работ представлены в рекомендациях по технологии применения промышленных отходов в дорожном строительстве - ТР 126-01.
До настоящего времени в г. Москве выпускаются только прямые бортовые камни. Закругленные участки на дорогах составляют примерно 29% от общей протяженности бортов. В результате раствор из открытых швов выкрашивается, теряется устойчивость бортов, дороги имеют неряшливый внешний вид, портятся автопокрышки.
Институтом разработана вся техническая документация для применения криволинейных бортовых камней. Предполагается, что изготовление таких камней начнется в ближайшее время.
Проблема долговечности открытых лестничных сходов и выходов в подвальные и технические этажи зданий, лестниц во дворах в первую очередь вызвана агрессивным воздействием противогололедных реагентов, применяемых в зимнее время. Исследовано влияние реагентов на бетоны , разработаны оптимальные составы бетонных смесей. Предложена технология применения реагентов, обеспечивающих длительную и надежную эксплуатацию бетонных конструкций. Результаты исследований были использованы для решения таких проблем на .
Институтом выполнены исследования, целью которых было повышение качества подготовки земляного полотна с применением отечественных и зарубежных геотекстильных материалов и геосеток, в т.ч. базальтовых. Результаты исследований нашли отражение в рекомендациях по технологии строительства дорог с использованием этих материалов - ТР 128-01 и по производству земляных работ - ТР 145-03. Как показывает опыт эксплуатации дорог, на проезжей части вокруг люков смотровых колодцев уже через два года появляются трещины и просадки, верхний слой покрытия отслаивается.
Основной причиной возникновения дефектов является жесткое опирание оголовков колодцев на смотровую камеру, которая практически не деформируется. В то же время дорожная одежда представляет собой тонкую деформирующуюся плиту на упругом основании, что не обеспечивает их совместную работу под действием нагрузок.
Возникающие дефекты можно предотвратить, если выполнить телескопическое соединение оголовков с горловиной колодца. Значительно упрощается процесс монтажа, особенно на уклонах, при этом обеспечивается необходимое регулирование крышки люка по высоте.
Предложенная конструкция оголовков позволяет увеличить срок их эксплуатации в 10 раз, повысить безопасность движения транспорта и вдвое сократить трудозатраты на монтаже.
Дисперсное армирование оголовков стальными фибрами вместо арматурных каркасов позволяет снизить трудоемкость изготовления изделий. При этом повышаются физико-механические характеристики: морозостойкость - на 30%, прочность на сжатие - на 20-30%, на растяжение при изгибе - в 2,5-3 раза, при ударе - в 8-10 раз, истираемость - на 50%, трещиностойкость - в 1,5-2 раза.
Разработана инструкция по технологии применения регулируемых оголовков смотровых колодцев при реконструкции и ремонте городских дорог - ВСН 62-97.
В связи с повышением требований к качеству дорожного строительства и безопасности перевозок разработаны рекомендации по устройству и приемке в эксплуатацию дорожных покрытий с учетом требований международных стандартов по ровности - ТР 134-03.
Теоретические и экспериментально-производственные исследования, выполненные лабораторией, нашли отражение в государственных стандартах, Московском территориальном строительном каталоге, в альбомах «Дорожных конструкций для г. Москвы. Магистральные дороги и улицы, ч.1; Улицы и дороги местного значения, ч. II», созданных совместно с институтами «Мосинжпроект», «МАДИ».
|
Методика (методология) научных исследований