Строительство вообще –это «выполнение комплекса подготовительных и основных строительно-монтажных и специальных строительных работ при возведении и реконструкции, техническом перевооружении, капитальном ремонте всех типов зданий и сооружений в любых климатических зонах», а дорожное строительство- «отрасль строительства, занимающаяся проектированием, строительством, ремонтом и техническим обслуживанием автомобильных шоссейных дорог, подъездных дорог и городских улиц.»*
Дорога –сложное сооружение,у нее своя структура,а ней и земляное полотно и несколько покрытий проезжей части (дорожная одежда).В понятие дорога входят обочины,мосты, дренажные устройства и даже средствах дорожного движения т.е. это дорожные знаки, разметка, светофоры дорожные ограждения и направляющие устройства.
Понятие геотехники включает инженерную геологию, дорожное грунтоведение, минералогию и петрографию, гидрогеологию, механику грунтов, основания и фундаменты.
В слове геотехника приставка «гео» означает связь с землей. Следует отметить, что под геотехникой сначала подразумевались технические методы безопасного строительства только фундаментов зданий. Развивалось это направление в основном в крупных городах.
Одним из первых отечественных геотехников был профессор Санкт-Петербургского института путей сообщения Валериан Иванович Курдюмов,который в 1889 г. в монографии «Краткий курс оснований и фундаментов»
_______________________________________
*www.alba365.ru/проектирование/строительство
говорил о геотехнике как об одном из направлений строительного искусства.*
Геотехника (англ. geotechnics) — это не только строительство дорог с использованием материалов земной коры, а еще и совокупность технических решений, приёмов и способов для возведения подземных частей зданий и сооружений. Но геотехника - это комплексное направление, её формирование связано с тем, что сначала были накоплены знания и опыт в области грунтоведения, механики грунтов, оснований и фундаментов, взяты достижения смежных строительных дисциплин. Во второй половине 20 века появились уникальные технические решения: стена в грунте, анкеры в грунте, струйная технология и геотекстиль. Появление таких решений позволило реализовать сложнейшие геотехнические проекты, которые раньше считались невыполнимыми.**
Решение задач, поставленных национальным проектом безусловно связано с новыми технологиями по строительству автомобильных дорог, но применение таких технологий приходится на середину 20 века.
Использование геосинтетических материалов характерно для дорожного строительства России только в самом конце 20 века, и то в очень ограниченном объеме.
Инновационное дорожное покрытие - геосинтетики- предлагает «Роснано»:
Геокомпозиты — это двух-, трех- и многослойные структуры из плоских материалов, внутри которых помещены сетка, глина-бентонит или жесткий
_________________________________________
*https://ru.wikipedia.org › wiki › Курдюмов,_Валериан_Иванович
**https://pandia.ru › text
каркас. В геокомпозитах важно взаимное расположения составных частей. Так, «конструкция из слоев полипропиленовой ткани, между которыми расположена сетка из полиамида или полиэтилена, является дренирующим материалом, а такая же конструкция, заполненная глиной-бентонитом, — идеальным гидроизолирующим материалом»*.
Объемные геоматы считаются одним из наиболее экологически чистых геосинтетиков и состоят из хаотически подобранных и сплетенных между собой полиэтиленовых или полипропиленовых сеток. Применяется для противоэрозионной защиты различного вида сооружений и конструкций. Из-за особого термического соединения в структуре геомата присутствует большое количество образованных пустот (свыше 90%), что является необходимым фактором в армировании верхних слоев*.
Геокаркасы - объемные георешетки – незаменимый стройматериал для армирования грунтовой основы автодорог, строительных и земляных сооружений, а также объектов ландшафтного дизайна.
Габионы –объемная сетчатая конструкция (короб) из сварной сетки с прямоугольным ячейками*
Производство нетканых материалов всегда было неразрывно связано с созданием нового ассортимента текстильных полотен и с новыми технологиями производства. Развитие данной отрасли в нашей стране началось в 1960-х годах.
____________________________________
*www.polyline.ru › publications › geokompozity-i-obemnye-trehmernye-m...
Сегодня производство нетканых материалов в России является весьма развитым и перспективным.
В 1960-х и 1970-х годах, во время становления нетканой промышленности в СССР, новые материалы изготавливали вязально-прошивным, валяльно-войлочным и клеевым способами. Значительные достижения основаны на результатах работы сотрудников Всесоюзного научно-исследовательского института нетканых материалов.*
Со середины 1970-х годов) эта отрасль промышленности значительно увеличила объем выпуска. Многочисленные исследования привели к тому, что ткани технологического назначения удалось заменять полноценными неткаными аналогами, которые были проще в производстве и требовали меньше расходов.
В 1986–1991 годах Всесоюзный научно-исследовательский институт нетканых материалов добился значительных успехов в создании нетканов для автомобильной промышленности, медицины, для использования в качестве заменителя натуральных материалов в производстве одежды.
В 1992-1998 годах выпуск продукции сократился примерно в 15 раз.*
В 1998 году в виду резкого проста цен на зарубежную продукцию возникла потребность в восстановлении отечественной промышленности. К 2004 году объем выпускаемой продукции был увеличен в 4 раза.*
Сегодня в Российской Федерации функционирует примерно 70 предприятий, выпускающих нетканые материалы. Термоскрепление является самым популярным видом создания нетканов на отечественных предприятия. Эффективный способ борьбы с усталостными и отраженными трещинами в
________________________________________________________
*https://productcenter.ru › producers › catalog-nietkanyie-matierialy-434
покрытиях из асфальтобетона является армирование этих покрытиях из асфальтобетона является армирование этих покрытий геосетками, которые увеличивают структурную прочность дорожного покрытия, включаясь в работу на растяжение при изгибе и предотвращая превращение микротрещин в раскрытые трещины.
Для увеличения адгезии к нижнему слою асфальтобетона выпускают геосетки с подложкой из нетканого материала.
В процессе производства работ необходимо следить, чтобы была обеспечена хорошая адгезия (сцепление поверхностей) между асфальтобетонным покрытием и решеткой.
Армирование асфальтобетонных покрытий требует дополнительных первоначальных затрат. Но даже один слой нетканов существенно увеличивает срок эксплуатации дороги за счет увеличения межремонтных сроков службы дорожного покрытия.
В настоящее время строительство без активного использования таких материалов как нетканы практически невозможно. В мировой практике подобные варианты материалов используются уже больше пятидесяти лет. Было собрано в результате подобного опыта огромное количество информации, которые касались как применения, так и исследований в этой сфере. Постоянно открывались все новые и новые возможности в отношении использования геосинтетических материалов.
Теперь вышеуказанная отрасль начала активно развиваться в РФ. Это связано в первую очередь с появлением новых технологией, а также с модернизационными процессами разных областей строительства, железнодорожных полотен, дорог и автотрасс. Природные материалы повсеместно заменяются на полимерные, поскольку это более выгодно и практично. У такой замены есть явные преимущества:
- ускорение сроков строительства;
- повышение качества подготовительных работ в отношении земляных полотен;
- сокращение объемов работ, связанных с грунтов, а также количество материала, которое нужно доставлять;
- модернизация процесса;
- экономия на целом ряде важных строительных процессов;
В конечном счете, качество дорожного покрытия повысилось в несколько раз. Были увеличены сроки между ремонтами дорог. Снизилась стоимость проводимого техобслуживания дорог. При этом возросла надежность прослоек из геосинтетического материала.
Нетканый геотекстиль в наши дни в России является самым распространенным видом материалов. Это полимерный рулон, которым делятся грунты между собой. Например, песок и глина, глина и щебень. Почва и щебень, песок и щебень – аналогично. Слабый грунт может быть укреплен благодаря этому материалу.
Применение подобного текстиля помогает уменьшать потребность в количестве насыпного материала. Это – значительная экономия на строительстве качественных дорог.
Геосинтетический текстиль – это безопасный с экологической точки зрения материал. Он замедляет процессы старения ткани, не подвержен влияниям ультрафиолета, водостоек, обладает повышенной сопротивляемостью в отношении напряжения и прокалывания. На него не влияют микроорганизмы, он не подвержен процессам гниения. От геосинтетического достаточные фильтрующие свойства, а это защита почв от негативного экологического влияния. Он просто транспортируется и просто укладывается. С его помощью можно раз и навсегда решить проблему укрепления слабых оснований дорожных покрытий, строить насыпи любой крутизны. Происходит гарантированная стабилизация склонов.*
Популярный армирующий материал в настоящее время- это дорожные сетки из стеклянного и базальтового волокна
Механизм воздействия геосетки на асфальтобетонное покрытие заключается в следующем: асфальтобетон обладает высоким сопротивлением кратковременным нагрузкам благодаря высокой вязкости асфальтового вяжущего и шероховатости зерен заполнителя и, с этой точки зрения, является идеальным материалом для устройства покрытий нежесткого типа. Однако основное его качество - вязкопластичность при длительном (статическом) и многократном приложении нагрузки - обуславливают его низкую прочность на растяжение при изгибе и недостаточную распределяющую способность.
Дороги с использованием геотекстиля, георешеток, базальта и фибробетона –это результат деятельности команды ученых из «Роснано», которые разрабатывают инновационное дорожное покрытие, в котором будут использоваться, главным образом, геотекстиль, геосетки и стеклопластиковая арматура. К тому же предполагается активное использование базальта, который по своим прочностным и стойкостным характеристикам в несколько раз превосходит сталь, а весит намного меньше.
Среди новых направлений, связанных с геотехникой, пристальное внимание исследователей в последние годы привлекает вопрос о технологии Суперпейв. Система разработана в США в рамках Стратегической исследовательской программы по автомагистралям.
_______________________________________
*Журнал «Красная Линия. Дороги» №1(4) за 2008 год.
Развитие, внедрение и успешное применение системы Superpave в США позволяет иметь дороги с асфальтовым покрытиям и наилучшими эксплуатационными характеристиками. Основным объектом исследований была программа совершенствования асфальта на автомобильных дорогах страны, рассчитанная на 5 лет.*
Superpave включает в себя технические условия на вяжущие, обеспечивающие наилучшие характеристики асфальта, систему проектирования объемного состава смеси и систему анализа смеси. Superpave совмещает в себе систему проектирования смеси с детальной системой выбора материалов. В основу системы Superpave положен выбор материалов и определение их сочетания для получения покрытия с наилучшими характеристиками. Это многогранная система проектирования асфальтовых смесей, направленная на создание покрытий с желаемыми эксплуатационными характеристиками.
В 70-егоды 20века – установлено, что асфальт не долговечен по следующим причинам, он способствует колееобразованию и - низкотемпературному трещинообразованию - это следствие интенсивности движения.
Системы проектирования дорожных покрытий не учитывали рост интенсивности движения и транспортных нагрузок. Уникальной особенностью системы Superpave является то, что испытания проводятся при температурах близких к реальным.
Система Superpave была разработана с целью объединить и обобщить эти разные технические условия и тесты. В систему Superpave вошли требования процедур тестов и технические условия, которые непосредственно влияют на эксплуатационные характеристики смесей. При этом были исключены многие технические условия местного характера, что дало возможность подрядчикам осуществлять выбор материалов с оптимальным соотношением между ценой и качеством.
В систему Superpave включены многие критерии минеральных компонентов, обеспечивающие высокие эксплуатационные характеристики асфальта. Сюда входят такие критерии, как угловатость крупного минерального компонента, пористость мелкого минерального заполнителя или угловатость мелкого минерального заполнителя, наличие плоских и удлиненных частиц, содержание глины и гранулометрический состав.
Система проектирования объемных смесей Superpave используется большинством дорожных агентств штатов. Многие агентства используют эту систему как для автодорог с высокой, так и низкой транспортной нагрузкой, ряд агентств – только для дорог с высокой транспортной нагрузкой. Система Superpave используется не только для проектирования смесей, но и для контроля качества дорожного строительства.
Контроль качества в полевых условиях с проверкой объемных свойств включает в себя отбор проб из укладываемой смеси или с дорожного покрытия сразу после асфальтоукладчика, отправку материала обратно в лабораторию и уплотнение его в гираторном уплотнителе. Большинство предприятий по изготовлению смесей на территории США имеет свои полевые лаборатории, способные произвести проверку объемных свойств смеси по системе Superpave. Общепринятой в США практикой является проектирование дорожных смесей подрядчиком и предъявление их на проверку дорожным агентствам. Следующий логический шаг в процедуре контроля качества — это проверка соответствия объемных свойств изготовленной смеси свойствам, определенным в процессе проектирования смеси.
Быстрота и легкость проведения тестов с использованием гираторного (вращательного) уплотнителя Superpave делают эти тесты идеальными для проверки качества в полевых условиях.
Система проектирования битумных смесей Superpave является наиболее распространенной в США. Ее используют все 52 департамента транспорта США (DOT). Испытания вяжущих и технические условия на вяжущие, входящие в систему Superpave, являются приоритетными во всех департаментах транспорта. 48 департаментов транспорта используют систему проектирования смесей Superpave на регулярной основе.*
Суперпейв как метод проектирования составов асфальтобетонных смесей для дорожных покрытий с повышенными эксплуатационными характеристиками был разработан в США Данная технология стала результатом многолетних исследований по увеличению срока службы асфальтобетонных покрытий. Основная задача данного метода – разработка состава асфальтобетона с учетом процессов его нелинейного деформирования и разрушения. При этом пристальное внимание уделяется климатическим условиям эксплуатации автомобильной дороги и перспективной интенсивности движения. В результате применения метода Суперпейв становится возможным получить покрытие устойчивое к образованию колеи, низкотемпературной сетки трещин и усталостному разрушению. Это достигается применением специальных способов проектирования состава асфальтобетона и методов испытаний исходных компонентов. Уже более 20 лет система Суперпейв успешно применяется во многих странах Европы и практически по всей территории США. Сейчас данная технология начинает внедряться и в России.
Идеальным основанием для асфальтобетонного покрытия, запроектированного по методу Суперпейв, является слой дорожной одежды, устроенный по методу холодного ресайклинга. Метод действует в России.С помощью технологии холодного ресайклинга можно максимально снизить возможность возникновения усталостных трещин, исключить возможность возникновения трещин на асфальтобетонном покрытии из-за неровностей нижележащих слоев, выровнять профиль дорожного полотна и т.д. Ресайклинг осуществляется с помощью нескольких специальных машин, ключевой из которых является рециклер Wirtgen WR250. Данная машина оснащена фрезерным барабаном, перерабатывающим и укрепляющим дорожное полотно с помощью внесения специальных модифицирующих добавок и стабилизаторов таких как Чимстон, Никофлок, АНТ и другие на месте без необходимости подвоза большого количества дополнительных материалов. В итоге получается прочная монолитная плита, являющаяся дорожным основанием. В сравнении с классическими технологиями переработки существующего асфальтобетонного покрытия при его реконструкции, можно достигнуть четырехкратного увеличения экономической выгоды при использовании холодного ресайклинга. *
Суперпейв – это метод, за которым стоит будущее в решении дорожно-строительных задач на десятки лет вперед. Он уже зарекомендовал себя как лучший в вопросах надежности и экономии там, где его используют.
___________________________________
*https://dorogniki.com › stati › innovacii › superpejv-v-rossii
Заключение
В заключение следует отметить, что тема «Строительство и геотехника»,воспроизводящая название кафедры, оказалась интересной и познавательной. Написанный реферат можно отнести к категории обзорных, в нем сосредоточена обобщающая характеристика нескольких первоисточников по определенной выше теме.
Все заявленные в плане реферата вопросы были рассмотрены.Исторический аспект достаточно интересен с точки зрения понимания общих вопросов. Сравнительная характеристика существовавших дорог с новыми трассами типа М11 «Нева», показывают значительный подъем в строительстве автодорог и магистралей в России.
Понятие геотехники является очень значимым для будущего специалиста по строительству дорог: в работе рассмотрены перспективы использования новых материалов их свойства и эффект от применения.
Не смотря на отставания темпов строительства дорог в России от мировых тенденция, изученный материал формирует уверенность в перспективах дорожного строительства и в возможности применения знаний и умений для молодого специалиста.
Для написания был использована информация из Интернета, журнальных статей и сообщений в Новостях Первого канала, ряд учебников. В ходе работы были выделены определения, которые необходимо знать для непосредственной работы по выбранной специальности; новые направления, например, производство нетканов и их эффективность, применение технологии Суперпейф.
Рассмотрена роль национальных проектов в развитии отрасли, их реализация и в России и в Пермском крае.
Значительно пополнен запас знаний по строительству и геотехнике. Многое из того, что было рассмотрено в реферате, может в дальнейшем быть использовано в написании работ,предусмотренных учебным планом. Была изучена и рабочая программа по выполнению работ по эксплуатации автомобильных дорог и аэродромов
Таким образом, можно утверждать, что написание является достаточно интересным материалом и служит закреплению первичных знаний по специальности.
Приведенный в работе материал позволяет сделать заключение о правильном выборе специальности - в связи с устойчивым ростом объемов и перспектив с применением инноваций в строительстве и геотехнике.