Что такое ппс в дорожном строительстве
Верной ли дорогой идем, товарищи, выбирая пенополистирол?
Каковы перспективы использования полимерных материалов в дорожном строительстве
Впервые пенополистирол (ППС) в дорожном строительстве был использован в 1972 году в Норвегии при проектировании автодороги вдоль набережной. Результат превзошел все ожидания. Если до применения новой технологии осадка грунта ежегодно составляла 20—30 см, что наносило серьезнейший ущерб дорожному полотну, то использование ППС отправило эту проблему в прошлое. Каковы же преимущества и недостатки этого материала?
С этого вопроса началось наше интервью с ведущим менеджером проекта KNAUFGeofoam компании «КНАУФ Пенопласт» Дмитрием БОБКОВЫМ (на фото).
— Во-первых, это малый вес материала, — ответил он. — Во-вторых, достаточная прочность на сжатие при постоянной и переменной нагрузке. В-третьих, стабильность характеристик с течением времени. В-четвертых, высокая технологичность, т.е. скорость производства и укладки. И в-пятых, долговечность.
Очень важно, что в производстве ППС не применяется фреон, который оказывает вредное влияние на окружающую среду.
Пенополистирол — экологически чистый материал, демонстрирующий высокую устойчивость при контакте с различными агрессивными средами: известью, солевыми растворами, цементом, щелочами, ангидридом, спиртами, силиконовыми маслами, водорастворимыми красками и клеями. К тому же он может в течение непродолжительного времени выдерживать температуру до +110°С — например, при покрытии слоем горячего битума.
Все это позволяет назвать пенополистирол идеальным строительным материалом.
К недостаткам же ППС, как, впрочем, и любого полимерного материала, можно отнести относительно высокую стоимость по сравнению со стандартными инертными материалами. Однако она с легкостью компенсируется высокой технологичностью самого материала.
Основная функция ППС в дорожном строительстве — снижение нагрузки на основание в насыпях. При его использовании отпадает необходимость в проведении усиления несущей способности основания искусственных сооружений. При этом достигается ряд целей: корректируется геометрия дороги, соблюдаются нормативы по уклонам, высоте, снегозаносимости, а также выравнивается рельеф местности.
Кроме того, привычный способ возведения дорожных насыпей требует бурения под установку бетонных опорных колонн, а это — несколько месяцев интенсивной работы. Использование ППС в корне меняет технологию, ускоряет процесс строительства дорожных насыпей.
Таким образом, применение ППС позволяет уйти от дорогостоящих и трудозатратных работ, сократить сроки возведения строительства, например, подходов к мосту (с 6 месяцев до одного), увеличить долговечность дорог и снизить затраты на 20—40%.
Впервые полистирол в России использовался при строительстве участка путепровода, пересекающего железную дорогу Санкт-Петербург — Москва.
— В нашей стране традиционно любят строить дороги в ненастную погоду, когда льют дожди или идет снег. И это, конечно же, влияет на качество строительства. Через год, глядишь, дорога уже «разухабилась», и по ней невозможно ни пройти, ни проехать. Меняет ли каким-то образом картину в лучшую сторону использование пенополистирола?
— Эффект, который Вы описываете, в большей степени относится к самому дорожному полотну, его покрытию. Полистирол же не требователен к погодным условиям и позволяет укладывать его в любую погоду без потери качества — разумеется, при условии соблюдения проектного решения.
В России только 15% федеральных автомобильных дорог соответствуют действующим стандартам, остальные 85% нуждаются в реконструкции или ремонте. Изменить ситуацию обязана недавно принятая «Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года».
К слову, в мире пенополистирол давно используется в районах со слабым грунтом, болотистостью и сейсмической неустойчивостью. Замена части существующей насыпи блоками из пенополистирола — надежное и эффективное решение для уменьшения уплотнений насыпей на сжимаемых грунтах, снижения нагрузки на основание насыпи при строительстве на слабых грунтах. Незаменим этот материал и при строительстве дорог в условиях вечной мерзлоты. Все эти факторы встречаются и в России, которой нужны качественные и долговечные дороги.
Поэтому я считаю, что у применения пенополистирола в отечественном дорожном строительстве отличные перспективы.
За последние годы в России появилось несколько крупных производителей ППС. Эти предприятия имеют отличное оборудование известных австрийских и немецких компаний, используют высококлассное сырье и передовые технологии по выпуску ППС. Они ведут постоянную работу по популяризации и внедрению пенополистирола в строительстве.
— Объемы производства и применения полистирола растут быстрыми темпами, и не только в Скандинавских странах, но и в Италии, Франции, Испании, Японии, Индии, Китае и Тайване. Какие значимые объекты были построены с использованием этого материала?
— Один из самых масштабных и знаменитых проектов, где в дорожном строительстве были использованы пенополистирольные блоки, — это I-15 в Солт-Лейк Сити, штат Юта, США.
Строительные работы были приурочены к Зимним Олимпийским Играм 2002 года и велись с 1997 по 2001 год на общей площади более 27 км. Именно пенополистирол помог значительно расширить транспортную инфраструктуру города. Были возведены новые мосты, построены новые и расширены существующие дороги, готовые к приезду сотен тысяч зрителей.
Востребованность технологии в крупных европейских городах подтверждает, например, проект реконструкции столицы Норвегии. Исторический центр Осло, район Бьорвик, некогда плотно застроенный фабриками и заводами, сегодня активно реконструируется, превращаясь в современную и комфортную территорию с рекреационными зонами, новыми жилыми домами и дорожными магистралями.
Особенности почвы и грунта на этом прибрежном участке (близкое расположение грунтовых вод и обилие неровной каменной породы в основании) потребовали неординарного проектного решения. Им стало сплошное свайное поле с комбинацией винтовых стальных и бетонных забивных свай, объединенное общей монолитной железобетонной плитой.
Оптимальным решением при устройстве набережной и новой трассы стало применение вспененного полистирола — материала традиционного для норвежской строительной практики. Благодаря использованию ППС этот район города преображается на глазах, освобождая пространство от плотного дорожного движения и бывших производственных комплексов.
— В нашей стране пенополистирол применяется крайне мало. Кто должен выступить катализатором процесса активизации применения этого материала в строительстве?
— Думаю, что инициатива должна исходить как со стороны государственных органов как основного заказчика, так и со стороны проектировщиков, использующих в своих проектах все современные достижения науки.
Заинтересованы в этой технологии и строители, всегда стремящиеся выполнить работы в минимальные сроки и сэкономить бюджетные средства.
В завершение напомню, что Председатель Правительства РФ Дмитрий Медведев неоднократно заявлял о том, что региональным властям следует наращивать долю отечественных строительных материалов. По его словам, в этой работе следует не только концентрироваться на привычных материалах, но и обращать внимание на современные, такие как полистирол.
Что такое ппс в дорожном строительстве
Чертежи и проекты
Подразделы
|
|
Щебеночный слойКачественный щебень под слоями асфальтобетона способен увеличить характеристики всей дорожной одежды. Укладывается щебеночный слой либо сразу смешанными фракциями, либо сначала более крупными, а сверху более мелкими. Это необходимо для обеспечения достаточной плотности данного технологического слоя. Чем выше будут характеристики щебня, тем выше будут показатели всего слоя. К примеру, на сегодняшний день нередко используется так называемый «черный щебень». Дорожная одежда с применением такого материала будет еще более прочной и устойчивой. Черная щебеночная смесь представляет собой сбалансированную пропорцию щебня и вяжущего материала. Щебень может быть гранитным, гравийным или известняковым. В роли вяжущего материала чаще всего выступают битумные эмульсии. Геосетка или георешеткаГеосетка или георешетка – специальный материал из прочных синтетических нитей и волокон, в процессе скрепления которых формируется сетчатая структура. Имеет высокую прочность и длительный срок службы, а также может иметь различную гибкость. Геосетка под щебеночным слоем выполняет армирующую функцию, за счет чего вся дорожная одежда становится более устойчивой и долговечной. Геосетка является разновидностью георешеток, однако имеет более плоскую форму, тогда как георешетки делаются объемными. Помимо повышения прочности, геосетка также воспринимает вертикальную нагрузку от проезжающих транспортных средств, превращая ее в горизонтальную и распределяя на большую площадь. За счет этого воздействие на более глубокие слои значительно снижается. Таким образом, геосетка имеет три основных свойства: Если бы не геосетка, щебень бы попросту вдавливался в песок, из-за чего дорожная одежда быстро бы приходила в негодность за счет нарушения конструкции. Однако дорожная одежда с геосеткой имеет и другие преимущества: Песчаный слойПесчаная подушка способствует стабилизации дорожного полотна. Слой уплотненного песка обеспечивает амортизацию, а также частично выполняет дренажную функцию. Чаще всего используется песок с мелкими фракциями. Типовая дорожная одежда включает песчаный слой толщиной около 40 сантиметров. Изначально песка отсыпается больше, однако в процессе уплотнения объем уменьшается. ГеотекстильГеотекстиль внешне напоминает обыкновенную ткань, однако изготавливает он из прочных синтетических материалов. При строительстве автомобильных дорог чаще всего используется геотекстиль из полипропиленовых или полиэфирных синтетических волокон, однако в качестве исходных могут быть и некоторые другие материалы. Подобное геополотно отличается высокой прочностью, достаточной эластичностью, длительным сроком службы и экологичностью. Дорожная одежда с геотекстилем обладает более высокими характеристиками, благодаря свойствам данного материала: С учетом того, что около 80% грунта в нашей считается глинистым, использование геотекстиля просто необходимо, чтобы обеспечить достаточную прочность и влагоизоляцию. Грунтовое или земляное полотноПеред тем, как начать строительство дороги, грунтовое основание должно быть правильно подготовлено. За счет этого вся дорожная одежда будет обладать более высокими характеристиками, вследствие чего увеличится срок службы автодороги в целом и каждого конструктивного слоя отдельно. После выкапывания котлована нужной глубины земляное полотно расчищают и уплотняют, чтобы начать строительство. Также на данном этапе происходит сооружение дренажной системы, которая позволит эффективно отводить воду в сторону и дороги. Классификация дорожных одеждВыше была описана дорожная одежда с типовой конструкцией. Однако в некоторых случаях дорожная одежда может иметь меньше конструктивных слоев, параллельно с чем понижается и категория покрытия. Классифицировать дорожные одежды можно по жесткости и уровню эксплуатационных характеристик. В зависимости от жесткости выделяются: В условиях российского климата применение цементобетона в качестве покрытия невозможно, так как данный материал разрушается под воздействием низких температур в совокупности с транспортной нагрузкой. Однако нежесткая дорожная одежда обладает достаточно высокими физико-механическими характеристиками, которые вполне подходят для строительства автодорог высоких категорий. Также дорожная одежда может классифицироваться по надежностиИспользуется при строительстве дорог любых категорий, имеет ориентировочный срок службы 15 лет (для асфальтобетонного покрытия). Характеризуется покрытием из высококачественного асфальтобетона или цементобетона. Как правило, это горячий мелкозернистый асфальтобетон с высокой плотностью I или II марки, а также ЩМА. Используется при строительстве дорог IV-V категорий, имеет ориентировочный срок службы 12 лет (для асфальтобетонного покрытия). Характеризуется покрытием из асфальтобетона или цементобетона среднего качества. Как правило, это горячий мелкозернистый асфальтобетон с высокой плотностью II или III марки. В качестве покрытия также допускается использование черного щебня. | |||||||||||||||
Переходная | Используется для строительства дорог IV-V категорий, имеет ориентировочный срок службы 8 лет. Характеризуется покрытием из каменистых материалов с применением битумного вяжущего. Это может быть щебень, гравий или некоторые другие материалы. | ||||||||||||||
Низшая | Используется для строительства дорог V категории, имеет различный срок службы. Характеризуется грунтовым покрытием, в которое иногда добавляются специальные укрепляющие добавки органического или неорганического происхождения. |
Обратите внимание, что указанный срок службы может отличаться от реального. Это связано с тем, что на разных дорогах может быть разная нагрузка, различные климатические условия, для устройства покрытий может использоваться различный асфальтобетон и так далее.
Выводы
Дорожная одежда – многослойная конструкция, включающая в себя различные технологические слои из разных материалов. Используется при строительстве автомобильных дорог, а также пешеходных зон и некоторых других территорий.
Конструкция дорожной одежды может отличаться в зависимости от типа объекта, для которого производится строительство. Например, дорожная одежда для автомобильных дорог I или II категории будет включать больше материалов (обязательно высокого качества) будет отличаться от дорожной одежды для дорог IV-V категорий.
За счет многослойности обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик дороги. Верхние слои предназначены для сопротивления износу и механическим нагрузкам, а более глубокие слои отвечают за стабилизацию. Кроме того, нагрузка от транспортных средств затухает по мере углубления, а также распределяется на большую площадь за счет некоторых конструктивных элементов (в данном случае это геосетка).
Какие слои включает конструкция дорожной одежды:
При этом для верхних слоев используется комбинация из асфальтобетона различной плотности, где самый прочный асфальт находится на поверхности. Также возможно использование дополнительных материалов для повышения эксплуатационных характеристик.
Классифицировать дорожную одежду можно по жесткости и уровню надежности. Капитальная дорожная одежда используется для дорог высоких категорий, а некоторые другие разновидности вовсе могут не иметь асфальтобетонного покрытия (например, грунтовые дороги).
От того, насколько правильной конструкцией будет обладать дорожная одежда зависят эксплуатационные характеристики и срок службы автомобильных дорог и других подобных сооружений.