Смеси высокой проникающей способности для оснований дорожных одежд

Авторы

  • Сергей Васильевич Клюев Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород https://orcid.org/0000-0002-1995-6139
  • Светлана Васильевна Золотарева Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород https://orcid.org/0000-0001-7540-8164
  • Нарман Аюбович Аюбов Комплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова Российской академии наук, г. Грозный https://orcid.org/0009-0001-8129-9598
  • Роман Сергеевич Федюк Дальневосточный федеральный университет, Владивосток
  • Юрий Леонидович Лисейцев Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан https://orcid.org/0000-0002-4515-6880

DOI:

https://doi.org/10.24866/2227-6858/2024-1/96-112

Ключевые слова:

материал, дорога, покрытие, основание, смесь

Аннотация

Состояние отечественной дорожной сети требует значительного количества строительных и ремонтных мероприятий, в том числе направленных на повышение долговечности оснований дорожных одежд. Разработана широкая номенклатура смесей высокой проникающей способности (СВПС) из композиционных вяжущих, измельчённых до Sуд = 500 м2/кг, получаемых на основе ЦЕМ I 42.5 Н ЗАО «Белгородский цемент», частично замещенного техногенными ресурсами с добавкой су-перпластификатора Полипласт ПФК-НЛМ. Характеристика вязкости разработанных смесей свидетельствует об их высокой проникающей способности, так как время истечения исследуемых материалов через вискозиметр Марша при В/В=0,62 и расходе воды 140 л/м3 составляет 33–39 секунд. Начало схватывания составляет не менее 75 минут, что позволяет осуществлять эффективное закрепление оснований дорожных одежд. Композиционное вяжущее способствует значительному повышению ранней прочности CВПС на сжатие (до 56% по сравнению с контрольным составом) и на изгиб (до 75%). Отношение прочности на растяжение при изгибе и на сжатие разработанных составов (во вторые сутки составляет 0,13, в седьмые – 0,11, а в 28-е – 0,12) зачастую превышает аналогичную характеристику контрольного состава, несмотря на замещение портландцемента более 50 мас. % отходами мокрой магнитной сепарации (ММС) железистых кварцитов, ТВМ и СП, что указывает на развитие трещиностойкости материала. Установлено увеличение деформативных характеристик затвердевшей на КВ-50СП+1%ТВМ по сравнению со смесью на цементе ЦЕМ I 42.5 Н на 112%. Исследования деформативных свойств смесей позволяют сделать вывод о том, что на основе разработанных СВПС и щебня из метаморфических сланцев возможно получение бетонов для дорожных оснований, соответствующих нормативной документации для данного вида строительства. Испытания образцов укрепленных щебеночных оснований на весь комплекс физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик показали, что разработанные составы СВПС позволяют при укреплении щебеночных оснований получать бетоны класса В5–В10, и их можно использовать при устройстве оснований II категории автомобильных дорог.

Биографии авторов

  • Сергей Васильевич Клюев, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород

    доктор технических наук, доцент, заведующий Научно-исследовательской лаборатории ресурсо-энергосберегающих технологий, оборудования и комплексов Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова (Белгород, Россия)

  • Светлана Васильевна Золотарева, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород

    аспирант Белгородского государственного технологиче-ского университета им. В.Г. Шухова (Белгород, Россия)

  • Нарман Аюбович Аюбов, Комплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова Российской академии наук, г. Грозный

    кандидат экономических наук, доцент, научный сотрудник Комплексного научно-исследовательского института им. Х.И. Ибрагимова Российской академии наук (г Грозный, Россия)

  • Роман Сергеевич Федюк, Дальневосточный федеральный университет, Владивосток

    доктор технических наук, доцент, профессор военного учебного центра при Дальневосточном федеральном университете (Владивосток, Россия)

  • Юрий Леонидович Лисейцев, Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан

    соискатель Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема (Биробиджан, Россия)

Библиографические ссылки

Amran M., Fediuk R., Abdelgader H.S., Murali G., Ozbakkaloglu T., Lee Y.H., Lee Y.Y. Fiber-reinforced alkali-activated concrete: a review // Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 45. Art. 103638.

Aziez M.N., Achour A., Bahaz A., Lakhdari Z. Effect of waste brick powder rich in SiO2 on the physical and mechanical properties of Portland cement concrete containing coarse recycled asphalt pavement aggregates (RAP) // Journal of Building Engineering. 2023. Vol. 76. Art. 107337. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107337

Chiranjeevi K., Kumar D.H., Yathish R.G., Ravi Shankar A.U. Laboratory investigation on cement-treated recycled concrete aggregate bases for flexible pavements // Materials Today: Proceedings. 2023. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.03.509

Dilip D.M., Sivakumar Babu G.L. System reliability-based design optimization of flexible pavements using adaptive meta-modelling techniques // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 367. Art. 130351. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130351

Fang M., Chen Y., Zhu M. Toughness improvement mechanism and evaluation of cement concrete for road pavement: A review // Journal of Road Engineering. 2023. Vol. 3(2). P. 125–140. https://doi.org/10.1016/j.jreng.2023.01.005

Fediuk R., Mochalov A., Timokhin R. Review of methods for activation of binder and concrete mixes // AIMS Materials Science. 2018. Vol. 5(5). Р. 916–931.

Feng S., Gao M., Jin X., Zhao T., Yang F. Fine-grained damage detection of cement concrete pavement based on UAV remote sensing image segmentation and stitching // Measurement. 2024. Vol. 226. Art. 113844. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2023.113844

Karthikeyan K., Kothandaraman S., Sarang G. Perspectives on the utilization of Reclaimed Asphalt Pavement in concrete pavement construction: A critical review // Case Studies in Construction Materials. 2023. Art. e02242. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02242

Li C., Lei S., Xiao Q., Pan Y., Han X., Chen Q. An experimental and numerical investigation on the load transfer efficiency of a novel prefabricated cement concrete pavement // Structures. 2023. Vol. 53. P. 963–972. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.04.130

Li Y., Li L., Liu Z. Preparation and evaluation of a fluorinated nano-silica super-hydrophobic coating for cement pavement // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 360. Art. 129478. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129478

Махортов Д.С., Загороднюк Л. Х., Сумской Д. А. Вяжущие композиции на основе портландцемента и вулканического пепла // Строительные материалы и изделия. 2022. Т. 5, № 4. С. 30–38. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-4-30-38

Murali G., Fediuk R. A Taguchi approach for study on impact response of ultra-high-performance polypropylene fibrous cementitious composite // Journal of Building Engineering. 2020. Vol. 30. Art. 101301.

Панарин И.И., Федюк Р.С., Выходцев И.А., Вавренюк С.В., Клюев А.В. Инъекционные растворы на композиционных цементах для закрепления грунтов // Строительные материалы и изделия. 2023. Т. 6, № 4. С. 15–29. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-15-29

Patil R.R., Katare V.D. Application of fiber reinforced cement composites in rigid pavements: A review // Materials Today: Proceedings. 2023. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.04.415

Pham P.N., Tran T.T.T., Zhuge Y. Rubberized cement-stabilized aggregates: Mechanical performance, thermal properties, and effect on temperature fluctuation in road pavements // Transportation Geotechnics. 2023. Vol. 40. Art. 100982. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2023.100982

Sinitsin D.A., Elrefaei A.E.M.M., Glazachev A.O., Kuznetsov D.V., Parfenova A.A., Volokitina I.E., Kayumova E.I., Nedoseko I.V. Study of the characteristics of pavement elements made of rein-forced soil with the use of secondary resources // Construction Materials and Products. 2023. Vol. 6, № 6. Art. 2. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-6-2

Sun B., Xu T., Zhang H., Li Y., Huang X., Qi L., Zhao L. Analysis of alkali leaching mechanism on as-built cement concrete bridge deck pavement: View from the perspective of mesostructure characteristics // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 409. Art. 134054. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.134054

Wang C., Chazallon C., Jing P., Hornych P., Latour B. Effect of self-cementing properties on the mechanical behaviour of recycled concrete aggregates in unbound pavement layers // Transportation Geotechnics, 2023. Vol. 42. Art. 101054. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2023.101054

Wang C., Chazallon C., Braymand S., Hornych P. Thermogravimetric analysis (TGA) for characterization of self-cementation of recycled concrete aggregates in pavement // Thermochimica Acta. 2024. Vol. 733. Art. 179680. https://doi.org/10.1016/j.tca.2024.179680

Wang H., Wu Y., Guo Y. In-site health monitoring of cement concrete pavements based on optical fiber sensing technology // Journal of Road Engineering. 2023. Vol. 3, Issue 1. Р. 113–123. https://doi.org/10.1016/j.jreng.2022.09.003

Yao Y., Li S., Jiang Y. Experimental-mechanistic analysis of pavement base deflections measured with light weight deflectometer // Journal of Traffic and Transportation Engineering. 2023. Vol. 10, Issue 2. P. 320–330. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2021.08.006

Zhao H., Yang F., Qian X., Tian Y., Yang H., Li M., Fang Y., Wang J., Ling J. A bio-inspired mineral precipitation method to improve the freeze-thaw resistance of cement concrete pavement // Journal of Cleaner Production. 2023. Vol. 419. Art. 138277. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138277

Zhao J., Wang X., Zhou B., Wu W., Zheng W., Yuan C. Influence of surface characteristics of cement pavement on ice-concrete adhesion // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 394. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132259

Zhao W., Yang Q., Liu J., Wu W. Influence analysis of the selection of foundation model on fatigue stress evaluation results of cement concrete pavement-based on GPR and FWD // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 347. Art. 128586. https://doi.org/10.1016/j.conbuild-mat.2022.128586

Zhao W., Zhang J., Lai J., Shi X., Xu Z. Skid resistance of cement concrete pavement in highway tunnel: A review // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 406. Art. 133235. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133235

Zhao W., Yang Q., Wu W., Liu J. Structural condition assessment and fatigue stress analysis of cement concrete pavement based on the GPR and FWD // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 328. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127044

Zheng Z., Guo N., Sun Y., Wang J., You Z. A novel approach for the mechanical response of cement concrete pavement structure considering the interlaminar interface shear slip effect // Structures. 2023. Vol. 57. Art. 105066. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.105066

Zhong J., Huyan J., Huang B. A deeper generative adversarial network for grooved cement concrete pavement crack detection // Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2023. Vol. 119. Art. 105808. https://doi.org/10.1016/j.engappai.2022.105808

Загрузки

Опубликован

29.03.2024

Выпуск

№ 1(58) (2024)

Раздел

Строительные материалы и изделия

Лицензия

Copyright (c) 2024 Вестник Инженерной школы ДВФУ

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Как цитировать

1.
Смеси высокой проникающей способности для оснований дорожных одежд. Вестник Инженерной школы ДВФУ [Internet]. 2024 Mar. 29 [cited 2024 Nov. 24];1(1(58):96-112. Available from: https://journals.dvfu.ru/vis/article/view/1084