Разработка конструкций дорожных одежд с применением цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения

Введение. Набранная динамика дорожного строительства, активное совершенствование отечественных дорожных конструкций и технологий, модернизация производственной базы позволяет сформировать всеобъемлющий устойчивый транспортный каркас страны, что оказывает импульс всей экономике Российской Федерации. Одним из экономически и технологически выгодных решений для этого является разработка и устройство дорожных конструкции с применением цеолита – пуццолановой добавки. Анализ российских и зарубежных источников свидетельствует о том, что пуццолановые добавки улучшают физико-механические свойства дорожно-строительных материалов. Цель работы – разработка конструкций дорожных одежд с использованием цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: разработка дорожно-строительных материалов с применением цеолита, а именно для слоев оснований – местных минеральных материалов, обработанных портландцементом и цеолитом, для слоев покрытий – теплого асфальтобетона с применением цеолита; конструирование и расчет дорожных одежд с применением цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения.

Материалы и методы. Экспериментальные лабораторные исследования материалов выполнены в соответствии с ГОСТ 23558, ГОСТ Р 70396, ГОСТ Р 58406.8, ГОСТ Р 58406.9, ГОСТ 9128, ГОСТ 12801. Расчет конструкций дорожных одежд осуществлен в программном комплексе Кредо Радон по допускаемому упругому прогибу, сдвигоустойчивости, сопротивлению при изгибе, статической нагрузке, морозоустойчивости, дренирующему слою для климатических условий, характерных Республике Татарстан, по ПНСТ 265, ГОСТ Р 58818.

Результаты. В результате исследований определены физико-механические показатели образцов дорожно-строительных материалов с использованием цеолита, соответствующие нормативным требованиям. Выполнено конструирование и расчет дорожных одежд с применением цеолита в программном комплексе Кредо Радон. Предложены конструктивные поперечные профили автомобильных дорог IV и V категорий с применением цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения. Использование разработанных материалов и дорожных конструкций в настоящее время улучшит экономику, рациональное природопользование региона и в целом даст возможность повысить качество жизни в городах и населённых пунктах.

1. Морозова Н.Н., Кайс Х.А. Свойства природного цеолита для получения высокопрочного мелкозернистого бетона // Строительные материалы. 2017. N 6. С. 63–68.

2. Николаева Л.А., Копылов В.Е., Буренина О.Н., Попов С.Н., Портягина В.В. Использование модифицированных асфальтобетонов для развития транспортной инфраструктуры горнодобывающих предприятий Якутии// Горный информационно-аналитический бюллетень.2014. № 9. С.398– 404.

3. MechanicalEvaluationofBottomAshfromMunic ipalSolidWasteIncinerationUsedinRoadbase / Q. Tang, F. Gu, H. Chen [etal.] // Advances in Civil Engineering. Vol. 2018. URL: https://doi.org/10.1155/2018/5694908

4. Marinkovic M., Milovic T., Matic B. Zeolite as additive in warm mix asphalt. V International conference Contemporary achievemtnts in civil engineering 21. Subotica, Serbia. 2017. P. 483-490.

5. Береговая Н.Г., Герасименко В.В., Молчанов С.А., Морозов М.М. Перспективы вторичного использования отработанного цеолита типа NAX Оренбургского газохимического комплекса // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. №10. С. 334–336.

6. Пустовгар А.П. Эффективность применения активированных диатомитов в сухих строительных смесях // Строительные материалы. 2006. № 10. С. 62–64.

7. Сатыбалдиев А.К., Ивчин Д.С. Влияние минеральных добавок на свойства портландцемента // Молодой ученый. 2020. № 4 (294). С. 11–14.

8. Морозова Н.Н., Гуляков Е.Г. Свойства бетона на цеолитсодержащем вяжущем // Известия КГАСУ, 2023. №2 (64). С. 27–39. DOI: 10.52409/20731523_2023_2_27, EDN: LCQWVC

9. Коровкин М.О., Короткова А.А., Ерошкина Н.А. Эффективность комплексной минеральной добавки в мелкозернистом самоуплотняющемся бетоне // Региональная архитектура и строительство. 2021. № 3 (48). С. 114–122.

10. Коваль И.В., Калиновская Н.Н., Аль-Мусави К.С. Использование минеральных добавок в технологии монолитного бетона и производстве сборного железобетона // Технологии бетонов. 2020. № 11–12 (172–173). С. 25–31.

11. Ильина О.Н., Силкин В.В. Об устройстве дорожных оснований с применением цеолита // Транспортное строительство. 2022. № 4. С. 10–14.

12. Sol-Sánchez M., Moreno-Navarro F., RubioGámez M. C., Pérez-Mena V., Cabanillas P., “Reuse of Zeolite By-Products Derived from Petroleum Refining for Sustainable Roads”, Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2019, Article ID 4256989, 10 pages, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/4256989

13. Jan Mikolaj, Frantisek Schlosser, Lubos Remek, Martin Pitoňák, Juraj Šrámek, “Properties of Asphalt Mixtures Using Reclaimed Asphalt Containing Polymer-Modified Binder and Technico economical Considerations of Their Use”, Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2019, Article ID 2030763, 12 pages, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/2030763

14. Zhuolin Li, Junda Ren, Jianping Zhu, Wei Li, Xingsheng Fu, Liying Yang, “Study on the Construction Performance of Zeolite Asphalt Mixture Based on Macro-Micro Scale”, Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2020, Article ID 4137321, 21 pages, 2020. https://doi.org/10.1155/2020/4137321

15. Zhanping You, Meor O. Hamzah, Hainian Wang, AboelkasimDiab, Qingli Dai, “Advanced Pavement Materials for Sustainable Transportation Infrastructure”, Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2018, Article ID 3175651, 1 pages, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/3175651

16. Haibin Deng, Deyi Deng, Yinfei Du, Xinmin Lu, “Using Lightweight Materials to Enhance Thermal Resistance of Asphalt Mixture for Cooling Asphalt Pavement”, Advances in Civil Engineering, vol. 2019, Article ID 5216827, 10 pages, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/5216827

17. Ильина О.Н., Ильин И.Б., Хусаенов Б.К., Силкин В.В. Теплый асфальтобетон на основе цеолита // Транспортное строительство. 2022. № 2. 2022. С. 21–23.

18. Радовский Б.С. Технология нового теплого асфальтобетона в США // Дорожная техника. 2008. № 8. C. 24–28.

19. Алшахван Аладдин, Калгин Ю.И. Обзор технологий приготовления тёплых асфальтобетонных смесей // Молодой ученый. 2019. № 32 (270). С. 102–107. URL: https://moluch.ru/archive/270/61981