Современное строительство автомобильных дорог и инфраструктурных объектов часто сталкивается с проблемой высокой стоимости логистики. Доставка качественного щебня или песчано-гравийной смеси на площадку может занимать значительную часть бюджета проекта. В поиске экономичного решения инженеры все чаще обращают внимание на местные грунты. Однако сложность возникает в тех случаях, когда такие породы представлены древними выветрелыми осадочными отложениями — песчаниками и аргиллитами пермского периода, которые склонны к пучению, набуханию и обладают низкой прочностью.
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета совместно с коллегами из Горного университета предложили способ превратить этот недостаток в преимущество. Как рассказали в Минобрнауки РФ, в вузе разработали метод расчета оптимальной плотности и влажности для смесей из песчаников и аргиллитов. В ходе исследования специалисты создали серию образцов с разным соотношением пород и уплотнили их по стандартной методике, имитирующей реальные условия трамбовки грунта при возведении насыпи.
Как пояснила Евгения Акбулякова, доцент кафедры ПНИПУ, результаты показали, что максимальная плотность достигается при содержании аргиллита от 40 до 50 %. В этом случае мелкие частицы глины заполняют пустоты между более крупными фракциями песчаника, формируя однородную и устойчивую массу. Кроме того, оптимальная для уплотнения влажность такой смеси приближается к естественной, что избавляет от необходимости искусственно увлажнять или осушать материал на стройплощадке.
На основе полученных данных исследователи вывели две расчетные формулы. Они позволяют проектировщикам заранее определять максимальную плотность будущего грунта и режим его укладки, подставляя в уравнение лишь процентное содержание аргиллита. Точность такого прогноза превышает 99%, что исключает необходимость в дорогостоящих лабораторных пробах для каждого отдельного участка. Применение этой методики особенно актуально для регионов Урала, Поволжья и Западной Сибири, где данные породы залегают близко к поверхности.
Использование местного сырья позволяет кардинально сократить логистические издержки. Например, при строительстве одного километра двухполосной насыпи отказ от привозного щебня в пользу оптимизированной смеси позволяет сэкономить до 15 миллионов рублей только на доставке, а для крупных проектов протяженностью в десятки километров экономия может исчисляться сотнями миллионов рублей. Разработанная технология уже опубликована в журнале «Soil Mechanics and Foundation Engineering» и готова к применению при отсыпке дорожных насыпей, обратной засыпке траншей и строительстве дамб.
Ранее Наука Mail рассказывала, что найден способ укрепить дороги с помощью мха.
