Preview

Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"

Расширенный поиск

Прогнозирование величины морозного пучения золошлаковых смесей для проектирования автомобильных дорог

https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-5-624-635

Полный текст:

Аннотация

Введение. Большинство исследователей, занимающихся вопросами использования золошлаковых материалов (в особенности в строительной области), концентрируют свое внимание на вопросах определения механических характеристик или изучения особенностей их влияния на окружающую среду. В то же время проектирование автомобильных дорог с насыпями из грунтовых материалов в северных регионах требует обязательного учета поведения материала в суровых климатических условиях.
Хотя золошлаковые материалы являются типичным представителем дисперсных грунтовых материалов, они в некоторой степени подвержены морозному пучению (за счет особенностей внутренней структуры). Кроме того, данные материалы не были всесторонне исследованы при разработке стандартов и сводов правил РФ по проектированию дорог. По этим причинам в профессиональной среде развивается гипотеза о недопустимости применения золошлаков в насыпях автомобильных дорог из-за избыточного морозного пучения этого материала, что, по нашему мнению, является несколько некорректным упрощением.
Методика исследования. Для выяснения реальных свойств морозного пучения золошлаковых смесей специалистами СГУПС были проведены дополнительные исследования по определению относительных деформаций морозного пучения образцов среднезернистой и крупнозернистой ЗШС, а специалистами СибАДИ выполнено сопоставление полученных результатов с более ранними исследованиями по определению относительных деформаций морозного пучения образцов мелкозернистых ЗШС, а также проведен анализ всего массива полученных данных.
Результаты. В результате совместной работы получена эмпирическая модель, позволяющая прогнозировать величину морозного пучения золошлакового материала в зависимости от его степени уплотнения, начальной влажности (при работе по закрытой схеме или влажности при промерзании по открытой системе), гранулометрического состава и температуры промораживания, что позволяет определить степень морозного пучения ЗШС по зерновому составу и расчетным характеристикам земляного полотна.
Заключение. На основе полученных результатов исследований и их анализа были выведены эмпирические зависимости для прогнозирования величины морозного пучения, которые требуют дополнительной опытной проверки на прочих видах ЗШС.

Об авторах

А. А. Лунёв
Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет
Россия

Лунёв Александр Александрович - кандидат технических наук, руководитель НИЛ «ИТСМ», доцент кафедры проектирования дорог.
644008, Омск, пр. Мира, 5.
тел. 8-999-453-39-30



Д. А. Разуваев
Сибирский государственный университет путей сообщения
Россия

Разуваев Денис Алексеевич - кандидат технических наук, заведующий НИЛ «Контроль качества дорожных одежд и земляного полотна», доцент кафедры изысканий, проектирования и постройки железных и автомобильных дорог.
630049, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191.



В. В. Голубенко
Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет
Россия

Голубенко Владимир Владимирович - кандидат технических наук, директор ООО «АДМ», доцент кафедры проектирования дорог.
644008, Омск, пр. Мира, 5.



М. Г. Чахлов
Сибирский государственный университет путей сообщения
Россия

Чахлов Михаил Геннадьевич - инженер НИЛ «Контроль качества дорожных одежд и земляного полотна».
630049, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191.



Список литературы

1. Yang L., Sihong L., Eduardo A., Liujiang W., Lei X., Zhuo L. Volume changes and mechanical degradation of a compacted expansive soil under freeze-thaw cycles // Cold Regions Science and Technology. 2019. Vol. 157. Pp. 206-214. DOI:https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.10.008.

2. Isakov A., Razuvaev D., Gudkova I., Chakhlov M. Modeling the operation of road pavement during the thawing of soil in the subgrade of highways // MATEC Web of. Conferences. X. 2018. Vol. 239. 05001. DOI:https://doi.org/10.1051/matecconf/201823905001.

3. Talamucci F. Freezing processes in porous media: Formation of ice lenses, swelling of the soil // Mathematical and Computer Modelling. 2003. Vol. 37. Iss. 5-6. Pp. 595-602. DOI:https://doi.org/10.1016/S0895-7177(03)00053-0.

4. Sushovan D., Nadaf M.B., Mandal J.N. An Overview on the Use of Waste Plastic Bottles and Fly Ash in Civil Engineering Applications // Procedia Environmental Sciences. 2016. Vol. 35. Pp. 681-691. DOI:https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.07.067.

5. Haleema A., Luthrab B., Mannana S., Khuranaa S. Kumarc Critical factors for the successful usage of fly ash in roads & bridges and embankments: Analyzing indian perspective // Resources Policy. 2016. Vol. 49. Pp. 334-348. DOI:10.1016/j.resourpol.2016.07.002.

6. Hadbaatar A., Mashkin N.A., Stenina N.G. Study of Ash-Slag Wastes of Electric Power Plants of Mongolia Applied to their Utilization in Road Construction // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. Pp. 1558-1562. DOI:https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.111.

7. Seymour J., Bozok O., Hughes A., Bodine B. Condition of coal ash embankments [Electronic resource] // 2015 World of Coal Ash (WOCA) : Conference in Nasvhille, TN, May 5-7. 2015. Pp. 1-27. URL:http://www.flyash.info/2015/028-seymour-2015. pdf (date of reference: 05.10.2020).

8. Пичугин Е.А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // Проблемы региональной экологии. 2019. № 4. С. 77-87. DOI:10.24411/1728-323X-2019-14077.

9. Сиротюк В.В., Иванов Е.В., Шевцов В.Р. Результаты мониторинга опытного участка земляного полотна автодороги из золошлаковой смеси [Электронный ресурс] // Золошлаки ТЭС: удаление, транспортировка, переработка, складирование: материалы IV Международного научно-практического семинара. М.: Издательский дом МЭИ. 2012.8-С.6285-88. URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29056375 (дата обращения: 05.10.2020).

10. Иванов Е.В., Исаков А.Л., Сиротюк В.В. Экспериментальное исследование и математическое моделирование промерзания земляного полотна из золошлаковой смеси [Электронный ресурс] // Вестникт СибАДИ. 2013. Выпуск 3 (31). С. 71-76. URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=19032655 (дата обращения: 05.10.2020).

11. Сиротюк В.В., Лунёв А.А., Иванов Е.В. Золошлаковая смесь для земляного полотна // Автомобильные дороги. 2016. № 6(1015). С. 72-79.

12. Фурсов В.В., Балюра М.В. Исследование морозоустойчивости золошлаковых отходов тепловых электростанций для целей строительства // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 1. С. 242-252.

13. Балюра М.В. Исследование строительных свойств золы Томской ГРЭС-2 // Проблемы гидрогеологии, инженерной геологии, оснований и фундаментов. Томск: Изд-во ТГУ, 1988. С. 97-104.

14. DiGioia A.M., Nuzzo W.L. Fly Ash as Structural Fill // Journal of Power Division. 1972. Vol. 98. Iss. 1. Pp. 77-92.

15. Gray D.H., Lin Y. K. Engineering Properties of Compacted Fly Ash // Soil Mechanics and Foundation Engineering Division. 1972. Vol. 98. No. 4. Pp. 361380.

16. Martin J.P., Collins B.J., Biehl F.J. Properties and use of fly ashes for embankments // Energy. 1990. Vol. 116(2). Pp. 71-86.

17. Ossowski R., Gwizdala K. Mechanical properties of a dike formed from a soil-ash composite // Procedia Engineering. 2017. Vol. 172. Pp. 816-822. DOI:https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.129.

18. Sikora Z., Ossowski R. Geotechnical Aspects of Dike Construction Using Soil-Ash Composites // Proceedia Engineering. 2013. Vol. 57. Pp. 1029-1035. DOI:https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.04.130.

19. Balachowski L., Sikora Z. Mechancal properties of fly ash - dredged material mixtures on laboratory test // Studia Geotechnica et Mechanica. 2013. Vol. 35(3). Pp. 3-11. DOI:10.2478/sgem-2013-0026.

20. Hotineanu A., Bouasker M., Aldaood A., Al-Mukhtar M. Effect of freeze-thaw cycling on the mechanical properties of lime-stabilized expansive clays // Cold Regions Science and Technology. 2015. Vol. 119. Pp. 151-157. DOI:https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2015.08.008.

21. Cwiakala M., Gajewska B., Kraszewski C., Rafalski L. Laboratory investigations of frost susceptibility of aggregates applied to road base courses // Transportation research procedia. 2016. Vol.14. Pp. 3476-3484. DOI:https://doi.org/10.1016/j.trpro.2016.05.312.

22. Kraszewski C., Rafalski L. Laboratory Examination of Frost-Heaving Properties of Road Unbound Mixtures Based on Fines Content and Plasticity Index // Procedia Engineering. 2016. Vol. 143. Pp. 836-843. DOI:https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.136.

23. Yangsheng B., Xiaoyan D., Qianli Z., Jinfei C. Frost Heave Deformation Analysis Model for Microheave Filler. [Electronic resource] // Geotechnical Engineering. Advances in Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2019. April 9th. Pp. 1-28. DOI:http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.82575. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/188c/f12c6c4977aa56efefaf0d9112cd0231d3c6.pdf (date of reference: 05.10.2020).

24. Pingsheng W., Guoqing Z. Frost-heaving pressure in geotechnical engineering materials during freezing process // International Journal of Mining Science and Technology. 2018. Vol. 28. Issues 2. Pp. 287-296. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2017.06.003.

25. Liu H., Maghoul P., Shalaby A., Bahari A. Thermo-Hydro-Mechanical Modeling of Frost Heave Using the Theory of Poroelasticity for Frost-Susceptible Soils in Double-Barrel Culvert Sites // Transportation Geotechnics. 2019. Vol. 20. 100251. DOI:https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2019.100251.

26. Иванов Е.В. Обоснование применения золошлаковых смесей для строительства земляного полотна с учетом водно-теплового режима. Омск, 2015. 165 с.


Для цитирования:


Лунёв А.А., Разуваев Д.А., Голубенко В.В., Чахлов М.Г. Прогнозирование величины морозного пучения золошлаковых смесей для проектирования автомобильных дорог. Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ". 2020;17(5):624-635. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-5-624-635

For citation:


Lunev A.A., Razuvaev D.A., Golubenko V.V., Chakhlov M.G. Predicting the frost heaving of bottom ash value for road design. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2020;17(5):624-635. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-5-624-635

Просмотров: 51


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2071-7296 (Print)
ISSN 2658-5626 (Online)