Non-autoclaved Foam Concrete for Layers of Highways Surface Dressing

Abstract

Стаття присвячена проблематиці, пов’язаній із розрахунковою оцінкою параметрів конструкційно-теплоізоляційного протиморозного прошарку в земляному полотні автомобільних доріг нежорсткого типу на різних ґрунтових основах. У роботі досліджено основні фізико-технічні та деформативні характеристики монолітного пінобетону неавтоклавного тверднення дисперсно-армованого волокнами поліпропіленової фібри густиною від 600 до 1000 кг/м3. Замерзання ґрунтових вод безпосередньо під дорожнім полотном і, як наслідок, збільшення їх в об’ємі, призводить до значних деформацій дорожнього покриття. За таких умов термін бездефектної експлуатації дорожнього полотна значно скорочується, що, своєю чергою, призводить до необхідності їх ремонтувати в інтенсивнішому режимі. Одним із шляхів зниження вартості експлуатації та витрат на утримання дорожньо-транспортної інфраструктури є впровадження в проєктну та будівельну практику нових конструктивних рішень дорожнього одягу, які б забезпечували високу якість дорожнього покриття протягом нормативного експлуатаційного періоду. Цього можна досягнути за рахунок введення в конструкцію дорожнього одягу в якості протиморозного прошарку ефективного теплоізоляційного матеріалу з метою запобігання ефекту морозного здимання дорожнього полотна автомобільних доріг нежорсткого типу. Вітчизняний та закордонний досвід будівництва автомобільних доріг довів ефективність застосування теплоізоляційних матеріалів у конструкції дорожнього одягу, тому в останні роки в Україні з’явився підвищений інтерес до використання безавтоклавного пінобетону як сучасного та високоефективного теплоізоляційного матеріалу в дорожньому будівництві. Влаштування теплоізоляційного прошарку з неавтоклавного пінобетону дає змогу повністю або частково запобігти промерзанню або перегрівання основи дорожнього одягу, знизити вплив періодичних температур-них коливань навколишнього середовища, що забезпечує підвищення довговічності конструкції дорожнього полотна. В публікації представлено номограми для визначення оптимальної товщини теплоізоляційного морозозахисного шару дорожніх одягів автомобільних доріг для піску, супіску, глини та суглинку в основі вулично-проїжджої мережі для усіх кліматично-географічних районів України.

The article is devoted to the problems associated freeze with the calculated estimation of the parameters of the structural and heat-insulating antifreeze layer in the subgrade of non-rigid roads on various soil bases. The main physical, technical and deformation characteristics of monolithic dispersed non-autoclaved foam concrete reinforced with polypropylene fiber of grades of density from 600 to 1000 kg/m3 are investigated. Freezing of subsoil waters directly under the roadway pavement and, as a result, its increase in volume, leads to significant deformations of the road surface. Under such conditions, the period of defectfree operation of the roadway pavement is significantly reduced, which in turn leads to the need to repair it in a more intensive mode. One of the ways to reduce the operating cost and maintenance costs of the road transport infrastructure is to introduce into the design and construction practice new structural concepts for road surface dressing that ensure high quality pavement during the normative operational period. This can be achieved by introducing an effective heat-insulating material into the pavement structure as an anti-frost layer in order to elimi-nate the effect of frost lift of the roadway pavement of non-rigid roads. Since domestic and foreign experience freeze in the road construction has proven the effectiveness of the use of heatinsulating materials in the road surface dressing construction, in recent years in Ukraine there has been increased interest in the use of non-autoclaved foam concrete as a modern and highly effective heat-insulating material in road construction. The installation of a heat-insulating layer made of non-autoclaved foam concrete allows us to completely or partially prevent freezing or overheating of the surface dressing base, reduce the influence of periodic variations in environmental temperature, which in turn will increase the durability of the pavement structure. The publication presents nomograms for determining the optimal thickness of the heat-insulating anti-frost heavy course (layer) of road surface dressing (based on sand, loamy sand, clay and loam) done at the street and road network for all climatic and geographical regions of Ukraine.