Исследование теплоизоляционных материалов для строительства нежестких дорожных одежд тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Шао Чан Лань

• Шао Чан Лань
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шао Чан Лань

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

Введение

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА ИССЛЕ- 8 ДОВАНИЯ

1.1. Особенности строительства автомобильных дорог не- 8 жесткого типа в районах сезонного промерзания грунтов на севере Китая

1.2. Критерии морозоустойчивости нежестких дорожных 16 конструкций

1.3. Основные представления о механизмах влагопереноса 17 в грунтах при промерзании

1.4. Влияние условий промерзания на морозное пучение 24 грунтов

1.5. Требования к теплоизоляционным материалам

1.6. Цель и задачи исследования

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. МАТЕРИАЛЫ

2.1. Методология исследований

2.1.1. Методы изучения температурного режима дорожной одежды и земляного полотна

2.1.2. Метод определения коэффициента теплопроводности материалов и грунтов

2.1.3. Стандартные методы исследований

2.2. Физико-химические методы исследований

2.3. Характеристика исходных материалов

2.3.1. Суглинок

2.3.2. Пылёватая супесь

2.3.3. Глина

2.3.4. Водопроницаемость грунтов

2.3.5. Песок

2.3.6. Щебень

2.4. Золошлаковые смеси

2.5. Известь

Выводы по главе

3. ОЦЕНКА ЗОЛОШЛАКОМИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В КАЧЕСТВЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СЛОЕВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

3.1. Физико-механические свойства отвальных ЗШС

3.2. Однородность ЗШС

3.3. Строительно-механические свойства ЗШС, укрепленных известью

Выводы по главе

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Экспериментальные исследования температурного режима на опытном полигоне

4.2. Исследование температурного поля дорожной одежды, выполненной с применением теплоизоляционных материалов

4.2.1. Строительство полигона

4.2.2. Измерение теплофизических параметров

4.2.3. Измерение температурных полей

Выводы по главе

5. ОСНОВЫ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ

5.1. Физическая сущность математических моделей влагопереноса в грунтах при промерзании

5.2. Расчет морозного пучения грунтов в условиях повышенного предзимнего увлажнения (2 тип местности)

5.3. Расчет морозного пучения грунтов в условиях избыточного предзимнего увлажнения 3 тип местности)

5.4. Теплотехнический расчет эффективности теплоизоляционного слоя на основе золошлаковой

смеси тепловых электростанций

Выводы по главе

6. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование теплоизоляционных материалов для строительства нежестких дорожных одежд»

ВВЕДЕНИЕ

В последние 15 лет в Китайской Народной Республике в результате комплекса мер, принятых руководством страны, происходит заметный экономический рост. Основная цель - превращение Китая в высокоразвитую державу, способную к устойчивому развитию.

Интенсивное развитие экономики и подъем производства ставят новые задачи строителям транспортного комплекса. В частности, новые, более высокие требования предъявляются к качеству строительства и долговечности автомобильных дорог. Традиционная дорожная сеть КНР в настоящее время не способна обеспечить перевозку грузов в условиях повышения интенсивности движения и грузоподъемности автотранспортных средств. Кроме того, следует учитывать, что наиболее развита сеть автомобильных дорог на востоке и юго-востоке страны - в местах высокой плотности населения и промышленно развитых районов.

Строительство дорог в быстро развивающихся регионах, в частности, на северо-востоке КНР, требует значительного количества каменных материалов, битума, цемента. Дорожное строительство в этом регионе осложняется более суровыми климатическими условиями, отсутствием местных качественных каменных материалов, другими факторами. Дорожники КНР, творчески перенимая опыт более развитых стран, успешно осваивают новые технологии строительства, материалы, технику.

В Китае существуют все виды мерзлых грунтов (вечномерзлые, сезонно- и кратковременно мерзлые). Они занимают 98,8 % территории Китая, в том числе вечномерзлые и сезонномерзлые грунты находятся на 75 % территории страны [1]. Запросы современного интенсивного освоения этих территорий требуют решения ряда проблем теории и практики инженерного мерзлотоведения, связанных с обеспечением устойчивости, прочности и долговечности зданий и инженерных сооружений, возводимых на мерзлых и промерзающих грунтах-основаниях. - -

В предлагаемой работе исследование этих проблем ограничено районами сезонного промерзания и оттаивания на северо-востоке Китая при строительстве автомобильных дорог с покрытиями нежесткого типа. Работа посвящена изучению климатических характеристик,

'4

влияющих на величину морозного пучения, а также теплоизоляционных материалов, которые могут быть использованы в дорожных одеждах для ограничения морозного пучения.

Ежегодно на дорогах северо-восточных провинций проводят крупные и дорогостоящие работы по ликвидации пучин. Это свидетельствует как о необходимости мероприятий, направленных на снижение величины морозного пучения нежестких дорожных одежд, так и о недостаточно высокой точности принятых методов расчета морозоустойчивости дорожных одежд.

К факторам, влияющим на морозное пучение грунтов земляного полотна, относятся [2-4]:

- вещественный состав грунта и его физико-химические свойства;

- влагосодержание перед промерзанием;

- взаимосвязь с водоносным горизонтом;

- скорость промерзания и градиент температуры в талой зоне.

При отсутствии одного из этих трех факторов (воды, пучини-

стых грунтов и скорости промерзания грунта) морозное пучение в земляном полотне не возникает. Поэтому снизить величину морозного пучения или устранить его можно путем регулирования факторов, влияющих на морозное пучение грунта. Для этого в предлагаемой работе проведены исследования регулирования скорости промерзания и градиента температуры в талой зоне грунта земляного полотна, т. е. исследования теплоизоляционных слоев дорожных. одежд, снижающих глубину промерзания земляного полотна.

Для устройства морозозащитных слоев традиционно используются зернистые каменные материалы (щебень, песчано-гравийные смеси и песок), что приводит к значительному повышению материалоемкости и удорожанию строительства дорог.

Интенсивное строительство автомобильных дорог требует исследований и внедрения новых дорожно-строительных материалов (усовершенствованных, либо новой технологии производства, либо новой технологии строительства конструктивных слоев) с учетом условий работы этих материалов в конструкции - климатических и грунтово-гидрологических особенностей, типов покрытия, интенсивности и состава движения, расположения слоя в конструкции. С этой

целью для теплоизоляции дорожной конструкции могут применяться дорогие высокопористые материалы, либо материалы, полученные за счет применения отходов промышленности и вторичных ресурсов. Исследования в этом направлении весьма перспективны, однако недостаточно развиты в Китае.

На северо-востоке Китая размещено много тепловых электростанций, работающих на твердом топливе. Ежегодно в результате сжигания топлива образуется большое количество зол, шлаков и зо-лошлаковых отходов (ЗШС). Их рациональное использование в дорожном строительстве имеет большое хозяйственное значение.

Целью данной работы является теплотехническое обоснование использования материалов на основе золошлаковых смесей ТЭС в качестве теплоизоляционных слоев дорожных одежд на северо-востоке Китая.

Областью настоящего исследования с учетом дорожно-климатических условий северо-востока Китая выбраны Ü и III типы местности по условиям увлажнения.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Показана возможность использования материалов на основе золошлаковых смесей ТЭС в качестве теплоизоляционных слоев дорожных одежд на северо-востоке КНР.

2. Установлено влияние теплоизоляционных слоев на температурный режим дорожных одежд и земляного полотна в конкретных условиях КНР.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты исследований физико-механических свойств материалов на основе ЗШС ТЭС.

2. Результаты полевых и лабораторных исследований температурного режима дорожных конструкций в районах сезонного промерзания и оттаивания.

3. Результаты исследований температурного поля дорожных одежд с использованием теплоизоляционных материалов.

4. Результаты измерений теплопроводности грунтов и дорожно-строительных материалов.

Практическое значение работы заключается в том, что:

1. Развиты положения "Инструкции по обеспечению морозоустойчивости дорожных одежд и земляного полотна" [5].

2. Исследованы физико-механические свойства ЗШС трех наиболее крупных ТЭС в рассматриваемом регионе.

3. Показана возможность применения для теплоизоляционных слоев ЗШС ТЭС и ЗШС ТЭС, укрепленных известью.

4. В результате исследований установлено, что использование таких материалов для устройства морозозащитных слоев позволяет на 30-50% уменьшить толщину последних по сравнению со слоями из песка, щебня и т.д., толщина которых, необходимая для обеспечения морозоустойчивости дорожных конструкций, достигает 40-50 см, а иногда и более.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и содержит 162 страницы, включая 41 рисунок, 34 таблицы, список литературы из 121 наименования.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю - к.т.н., доц. Н.В. Быстрову. За оказанную помощь и большое внимание при выполнении диссертационной работы автор выражает благодарность к.т.н. В.Е. Борозинцу. Автор признателен за советы и консультации д.т.н., профессору Н.В. Горелышеву, к.т.н., доц. Л.П. Бессоновой и другим сотрудникам кафедры дорожно-строительных материалов МАДИ(ТУ).

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л. Особенности строительства автомобильных дорог с одеждами нежесткого типа в районах сезонного промерзания грунта на северо-востоке КНР

В КНР сезонное промерзание грунтов происходит на значительной части территории северных провинций. Одним из типичных регионов этого вида является провинция Хэйлунцзян, выбранная для разработки принципов применения теплоизоляционных материалов на основе ЗШС в дорожных одеждах в районах сезонного промерзания с учетом снижения стоимости применяемых материалов.

Провинция Хэйлунцзян находится на северо-востоке Китая, на севере граничит с Россией. Большинство территории провинции расположено на холмистой равнине (рис.1).

Природно-климатические условия провинции Хэйлунцзян характеризуются муссонным климатом, длинным зимним периодом, обилием осенних дождей, почти повсеместным распространением верховодки (0,5 - 1,8 м от поверхности земли).

В грунтово-почвенном разрезе до 80 см располагается чернозем с органикой, ниже - песчаные грунты, пылеватый суглинок, глина.

Среднегодовая температура воздуха в пределах рассматриваемой провинции изменяется от +0,5 до +3,2 °С. Максимальная толщина снежного покрова составляет от 20 до 50 см. Глубина промерзания грунтов: 1,8 - 2,2 м. Скорость промерзания составляет 1,28 - 2,18 см/сут. Промерзание грунтов в основном монотонное.

Ввиду отсутствия значительных запасов песков, для сооружения земляного полотна автомобильных дорог главным образом используется глина или пылеватый суглинок, поэтому с учетом климатических и грунтово-гидрологических условий строительство автомобильных дорог в провинции Хэйлунцзян осложнено пучинообразованием.

Причиной образования пучин является дополнительное перемещение влаги к фронту промерзания, которая при замерзании расширяется на 9 %. Если подземные воды залегают неглубоко,, то процесс миграции влаги и льдообразование при определенной скорости промерзания может сопровождаться значительным пучением.

Li-agoves нелегок

'Vilia

iuvm

й 7 990 DeLorm« Mapping

fif

..11

•<?iqiliar

§

3=

...... .

94.

Я

ai1! Harbin

hun

icnyang Beiud (Penhsrl

Jiamusi

Mudanj lang

rCk'Ongjiu

Рисунок 1. Северо-восточные провинции КНР.

Морозное пучение грунтов, уложенных в земляном полотне, может привести к появлению растягивающих напряжений в связных материалах дорожных конструкций и к деформации дорожной одежды. При значительном неравномерном пучении грунтов земляного полотна основание и покрытие разрушаются.

Весной, вследствие переувлажнения грунта земляного полотна за счет таяния накопившегося за зиму льда, грунт резко снижает несущую способность, так как отток воды из оттаивающих прослоек льда в пылеватых, особенно глинистых, грунтах затруднен. Оттаивающий грунт земляного полотна находится весной нередко в состоянии разжижения и при воздействии тяжелой нагрузки дорожная одежда может быть полностью разрушена [6]. Недостаточно прочный грунт земляного полотна, в котором под влиянием нагрузки, климата

и грунтово-гидрогеологических условий возникают недопустимые деформации, является одной из причин образования трещин в покрытиях. Трещины, возникающие в покрытии в холодный период года из-за недостаточной деформативности асфальтобетона, являются основной причиной снижения срока службы асфальтобетонных покрытий

[7].

Очевидно, что в сухом промерзающем грунте не может происходить морозное пучение. Мы считаем, что исходная влага грунта земляного полотна не может вызывать морозное пучение. Истинной причиной морозного пучения является появление мощных шлиров льда. Другими словами, морозное пучение всегда связано с перемещением влаги из грунтовых вод. Поэтому появилось много гипотез о связи деформации земляного полотна с механизмом влагопереноса в грунтах при промерзании. Различные силы, которые определяют преимущественное значение того или иного механизма переноса влаги в конечном счете сводятся к двум видам движущих сил - молекулярному и гидравлическому.

Исследования поведения земляного полотна дали основание предполагать, что атмосферные осадки в период первоначального осеннего накопления являются основным источником увлажнения [8]. Проникновение в грунт земляного полотна водяного пара также является мощным источником влагонакопления [9].

Результаты исследований по мерзлотоведению показывают, что процессы, связанные с изменением влажности промерзающих тонкодисперсных грунтов, являются сложными теплофизическими, физико-химическими, физйко-механическими процессами. Изученность их в настоящее время еще не достаточна. По нашему опыту, следует обращать внимание на поверхностную воду, которая пропитывает грунты преимущественно под обочинами. Капиллярные поры, по мнению автора, являются транзитным путем миграции подземной воды к фронту промерзания, подземная вода обеспечивает питание растущих кристаллов льда.

За исключением, вероятно, засушливого климата, любой влаго-перенос в промерзающем грунте сопровождается тепловыми процессами, которые определяют фазовые переходы воды в лед, структуро-образование промерзающего грунта и потенциал переноса влаги при

10

совокупности сил, возникающих в земляном полотне и воздействующих на содержащийся в нем материал. B.C. Лукьянов, В.Н. Рувин-ский, Буюкс и др. [10-14] считают, что факторы, влияющие на температурный режим грунта земляного полотна, подразделяются на две группы:

1. Внутренние (теплофизические свойства дорожных одежд и грунтов) - теплоемкость, теплопроводность, влажность, плотность, концентрация солей и содержание незамерзшей воды.

2. Внешние - температура воздуха, солнечная радиация, скорость ветра, относительная влажность воздуха, осадки - испарение и снежный покров, отражательная способность поверхности.

Учет всех этих факторов при строительстве нежестких дорожных одежд на пучинистых участках невозможен. В настоящее время преобладает мнение, что климатические факторы, влияющие на интенсивность морозного пучения грунта в районах сезонного промерзания, можно учесть через скорость промерзания грунта [15-18]. Средняя многолетняя скорость промерзания грунта в районах сезонного промерзания в Китае составляет 1,2- 2,9 с-м/сут. Максимальные величины составляют 2,1-4,1 см/сут [2].

Строительство дорожной одежды изменяет тепловой режим грунта земляного полотна вследствие более высокой теплопроводности материалов дорожных одежд, их малой влажности и регулярного удаления снега. Это приводит к увеличению глубины зимнего промерзания под проезжей частью и неравномерному пучению покрытия, осадке его при оттаивании [12]. Теплофизические свойства грунтов и дорожно-строительных материалов в мерзлом и талом состоянии различны из-за фазового перехода "вода-лед". Скорость промерзания грунта тем выше, чем больше коэффициент теплопроводности грунта и чем меньше его теплоемкость и влажность [14].

Вопросы промерзания грунта исследовались в России H.A. Пу-заковым, Л.Я. Тулаевым, И.А. Золотарем, В.М. Сиденко М.Б. Корсун-ким, В.И. Рувинским [13, 15, 16] и др. В провинции Хэйлунцзян эти процессы также наблюдались на опытном участке автомобильной дороги при участии автора.

Исследованиями, проведенными в России и Китае установлено, что для инженерного расчета глубины промерзания дорожных конст-

.11

рукций весьма эффективен метод профессора B.C. Лукьянова [6], а также модификации этого метода, предложенные профессорами И.А. Золотарем [17] и Г.М. Фельдманом [18]. Оригинальность метода заключается в возможности определения глубины промерзания земляного полотна с учетом теплового влияния дорожной одежды.

Имеющиеся современные знания о морозном пучении в российской и зарубежной литературе [10, 15, 17 - 20] свидетельствуют, что основными природными факторами, влияющими на интенсивность влагопереноса и морозного пучения, являются водно-тепловые условия промерзания грунта, его вещественный состав и физико-химические свойства. Многочисленными исследованиями в России, США, других странах установлено, что перемещение влаги в промерзающих грунтах земляного полотна под дорожной одеждой может осуществляться по трем основным механизмам: кристаллизационно-пленочному, термодиффузионному и вакуумно-фильтрационному [11, 12, 21-23].

Возможность проявления того или иного механизма влагопереноса при промерзании зависит от комплекса природных факторов, формирующих определенный водно-тепловой режим промерзающих грунтов (климат, рельеф местности, гидрогеологические и гидрологические особенности). В зависимости от естественной комбинации этих факторов грунты могут находиться в состоянии полного или частичного водонасыщения, взаимодействовать или не взаимодействовать с подземными водами, промерзать в монотонном режиме или сочетать его с режимом колебательным.

Во всех дорожно-климатических зонах и типах местности промерзание грунтов в любом режиме может сопровождаться миграционным влагопереносом с помощью кристаллизационно-пленочного механизма. При промерзании грунтов с неполным водонасыщением миграция может дополняться термодиффузией водяного пара (1-ый тип местности). В водонасьпценных грунтах, залегающих вблизи уровня подземных вод и промерзающих в. монотонном и колебательном режимах, наряду с миграцией может иметь место влагоперенос по вакуумно-фильтрационному механизму (3-й тип местности).

Общий вопрос проблемы морозного пучения широко отражен в работах таких ученых, как C.B. Бельковский, H.A. Пузаков, А.Я. Ту-.

1?

лаев, H.A. Золотарь, В.О. Орлов, Г.М. Фельдман, Г. Бесков, Р. Рюкли, В.Е. Борозинец и другие [II, 18, 22 - 26]. Для решения этой проблемы много сделали и китайские ученые: Tong Changjiang, Bing Wei Shan, Sha Qing Lin и другие [9, 27]. Различие механизмов влагопереноса в промерзающих грунтах обуславливает различие методов прогноза их пучинистых свойств.

Спецификой строительства автомобильных дорог в районах сезонного промерзания является то, что на участках дорог, находящихся в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях, наряду с требуемой прочностью должна быть обеспечена и морозоустойчивость дорожных конструкций [28].

Все мероприятия, способствующие обеспечению требуемой морозоустойчивости дорожной одежды и земляного полотна, сводятся к цели регулирования основных факторов, влияющих на влагонакопле-ние и морозное пучение грунта для того, чтобы:

а) уменьшить предзимнее влагосодержание грунта,

б) ослабить или исключить влияние подземных вод,

в) уменьшить глубину промерзания грунта,

г) ослабить способность грунта к влагопереносу.

Достигается это такими мероприятиями, как:

а) водоотвод из дорожной одежды и земляного полотна;

б) удаление промерзающего грунта от уровня подземных

вод;

в) устройство морозозащитных слоев из непучинистых и

теплоизоляционных материалов;

г) гидрофобизация промерзающего грунта.

Мы считаем, что регулирование водно-теплового режима земляного полотна с целью осушения дорожной одежды и подстилающих слоев занимает важное место в обеспечении прочности и морозоустойчивости нежестких дорожных конструкций.

Долгое время считались, что в районах сезонного промерзания главной проблемой для дороги являются пучины. Однако допускалось вспучивание дорожной одежды и при отсутствии пучинистых грунтов. Для борьбы с этим явлением применяли:

а) Уплотнение грунтов земляного полотна при введении извести. Коэффициент уплотнения грунта Ку, по требованию СНиП КНР,

должен быть более 90-93 % для облегченных дорог, для капитальных -более 98 % [29].

б) На неблагоприятных в грунтово-гидрологическом отношении участках в земляное полотно укладывали технические синтетические ткани [29].

в) Для устройства основания применяли грунты, укрепленные известью или цементом, укрепленный щебень (гравий) смесь извести и грунта, обработанный битумом щебень, песчано-гравийная смесь и другие [29].

Исходя из накопленного опыта строительства дорог, в Китае сформировалась специфика конструирования нежестких дорожных одежд, позволяющая снизить опасность образования пучин: укрепленный известью грунт земляного полотна (полужесткое основание) и асфальтобетонное покрытие.

Проведение реформ в нашей стране показало, что без разветвленной сети дорог развитие экономики невозможно. Известно, что современные требования эксплуатации дорог характеризуются ростом скорости и интенсивности движения, увеличением перевозок автопоездами и многоосными транспортными средствами, увеличением грузоподъемности транспортных средств [27, 30, 31]. При этом кроме прочности, к покрытию автомобильных дорог выдвигаются жесткие требования по ровности и сплошности. В настоящее время требуемая прочность, ровность и морозоустойчивость дорожной одежды обеспечиваются путем существенного возвышения низа ее над поверхностью грунтовых вод в сочетании с устройством морозозащитных слоев из неПучинистых дорожно-строительных материалов [13]. Суммарная толщина дорожной одеждой должна быть не меньше 2/3 глубины промерзания грунта [27, 32]. Эти вынужденные меры значительно удорожают дорожное строительство. Значительная часть автомобильных дорог происходит в нулевых отметках и выемках. В этих условиях применение теплоизоляционных слоев из местных материалов как способа уменьшения повреждений дорожной конструкции в результате морозного пучения является технически и экономически целесообразной альтернативой применению дорогостоящих синтетических теплоизоляционных или привозных каменных материалов.

Практика снижения глубины промерзания дорожной одежды и земляного полотна за счет устройства теплоизоляционных слоев в дорожных конструкциях существует в России, скандинавских странах, Германии, Швейцарии, Канаде и США. Конкретизация общих вопросов морозоустойчивости в плане ограничения промерзания посредством использования теплоизоляционных материалов выполнена такими учеными, как М.Б. Корсунским, А.Я. Тулаевым, Н.В. Быстровым, В.И. Рувинским, А.И. Шеслером, H.H. Ивановым [31, 33 - 35] и рядом других.

С помощью теплоизоляции можно уменьшить глубину промерзания земляного полотна и ограничить пучение допустимыми пределами или полностью его исключить. Это позволяет обеспечить практическую неизменяемость проектной геометрической формы земляного полотна независимо от сезона года и нагрузок, в результате на дороге в процессе эксплуатации отсутствуют большие неравномерные деформации и просадки. Использование теплоизоляционных слоев для дорожного строительства дает возможность снизить толщину дорожной одежды и применять местные материалы и отходы промышленности, что снижает стоимость дорожного строительства.

Исследования эффективности применения теплоизоляционных материалов на участках дорог, проходящих в низкой насыпи при неблагоприятных грунгово-гидрологических условиях, как считает В. И. Рувинский [13], проводятся по трем направлениям:

- первое состоит в определении пригодности теплоизоляционных материалов для применения в дорожной одежде. В последние годы значительно расширилась номенклатура материалов, используемых в качестве теплоизоляции в дорожном строительстве.

- второе направление исследований заключается в изучении влияния теплоизолирующих слоев на температурное поле земляного полотна и влияния этого поля на процессы влагонакопления и пучи-нообразования в грунтах.

- третье направление исследований - изучение влияния тепло-, изолирующих слоев на образование гололедицы на покрытии, что является значительной проблемой для дорожных одежд с теплоизоляционными слоями.

В Китае проблема применения теплоизоляционных материалов для дорожного строительства практически еще не вышла из стадии изучения. Потому сегодня еще нет нормативно-технического документа по проектированию и устройству теплоизоляционных слоев.

1.2. Критерии морозоустойчивости дорожных

конструкций с нежесткими одеждами

В настоящее время существуют различные критерии оценки морозоустойчивости дорожных конструкций с одеждами нежесткого типа на пучинистых участках автомобильных дорог. Наиболее распространенными среди них являются:

а) Суммарная величина морозного пучения грунта земляного полотна не должна превышать допустимую величину. Этот критерий применяют в России [28].

б) Ожидаемая глубина промерзания дорожной конструкции не превышает допустимого значения. Этот критерий используется в США, Чехии, Китае [27].

На сегодняшний день в Китае не разработан единый научно-обоснованный метод проектирования теплоизоляционного слоя. Поэтому в данной диссертации обоснование применения теплоизоляционных материалов для дорожного строительства в Китае проводится по результатам исследований в России.

Исследования [36] показали, что на глубине, превышающей 0,5 м от поверхности, в течение года происходит дважды переход через изотерму О °С - в период промерзания и оттаивания земляного полотна, поэтому теплоизолирующий слой претерпевает за 1 год один цикл замораживания-оттаивания. Если принять срок службы конструкции равным 40 годам, то слой теплоизоляции подвергнется 40 циклам попеременного замораживания-оттаивания.

Допустимая величина морозного пучения назначается с учетом допустимой относительной деформации материала покрытия при наиболее низкой расчетной температуре, устанавливаемой для конкретных местных условий [35]. Критерием оценки деформационной устойчивости асфальтобетонного покрытия при низких эксплуатационных температурах служит предельное относительное удлинение материала покрытия при расчетной температуре [34, 37].

По нашему мнению в этом методе присутствует элемент эмпирики из-за корреляционной взаимосвязи между пучением-осадкой грунтов и неравномерностью деформаций покрытия. Однако на сегодняшний день этот метод широко используется и дает достаточно точные результаты. Оптимальное значение Ьдоп должно быть определено на основании технико-экономического сравнения вариантов.

1.3. Основные представления о механизмах влагопереноса в грунтах при промерзании

По имеющимся сведениям, первое объяснение морозному пучению как увеличению объема грунта в связи с замерзанием в нем влаги, переместившейся из подстилающего непромерзшего грунта, относится к 1885 году и принадлежит русскому инженеру В.И. Штукен-бергу [38].

С тех пор было высказано много гипотез, так или иначе объясняющих механизм перемещения влаги из талого грунта к фронту промерзания [1, ¡4, 38-40]. Однако, их многообразие можно свести к нескольким основным механизмам, предполагающим перемещение влаги в парообразном, свободном и связанном состояниях. Ниже кратко охарактеризованы некоторые из них.

Термодиффузионный механизм влагопереноса в фазе пара обусловлен перепадом парциального давления в этой фазе в различных частях грунтовой системы. Необходимыми условиями для переноса являются неполное водонасышение промерзающего грунта - свободное порово.е пространство и наличие градиента температуры - водяной пар в грунтах насыщен и может перемешаться только в присутствие этого градиента. Поскольку поры в глинистых грунтах тонкие, воздухопроницаемость крайне низкая, перемещение пара осуществляется только путем молекулярной диффузии [24]. В настоящее время доказано экспериментально, что в промерзающих водоненасыщенных грунтах с влажностью со> 0,6 со/ (где СО] - влажность верхнего предела пластичности) интенсивность паропереноса сводится к нулю. В случае глинистого грунта понижение влажности вплоть до значения предела усадки (при условии свободного сокращения системы) не выводит грунт из состояния полного водонасышения, что также исклю-

чает возможность паропереноса.

Капиллярный механизм основан на явлении искривления поверхности свободной поровой жидкости на контакте с твердым и газообразным компонентами грунта (скелетом и воздухом) - эффекте возникновения "водного мениска". Поскольку грунты - системы гете-ропористые, то содержащаяся в них жидкость имеет мениски различной кривизны и находится под разным давлением. Перепад этого давления, именуемый "капиллярным давлением", является движущей силой капиллярного влагопереноса. Для проявления данного механизма грунт должен быть неполностью насыщен влагой, а размеры большинства его пор должны быть такими, чтобы не вся заполняющая их влага связывалась поверхностными силами скелета - часть ее оставалась свободной ("капиллярные поры"). Влагоперенос в грунтах с помощью капиллярного механизма наблюдается в зоне аэрации, преимущественно вблизи уровня подземных вод.

Предположение о капиллярном перемещении влаги в промерзающем грунте, впервые высказанное В.И. Штукенбергом, длительное время поддерживалось и развивалось Е. Букингемом [40]. Другие же исследователи [14] отрицали эту гипотезу. При этом влагозаполнен-ные капиллярные поры рассматривались только как источник для восполнения убыли связанной (пленочной) влаги, перемещением которой они и объясняли влагонакопление в промерзающем грунте.

Экспериментальное доказательство несостоятельности капиллярного механизма перемещения влаги при промерзании принадлежит американскому ученому А. Юмиксу [41]. В ходе его экспериментов было установлено, что с возникновением процесса промерзания исчезает причина капиллярных явлений - водный мениск.

Фильтрационный механизм предполагает перемещение свободной влаги сквозь несжимаемую пористую среду под действием градиента гидростатического ("порового") давления. К разряду фильтрационных гипотез можно, по-видимому, отнести "напорную" гипотезу развитую М.И. Сумгиным [42]. Суть этой гипотезы заключается в том, что при неоднородном промерзании водонасыщенного грунта в гидравлически замкнутом объеме возникает избыточное давление в поровой влаге. При нарушении сплошности системы возможна фильтрационная инъекция влаги, если гидродинамическое давление

движущейся влаги не превышает прочности межчастичных связей талого грунта. В противном случае возможна инъекция пульпы или "разжиженной грунтовой массы". Эта гипотеза объясняет возможный механизм влагопереноса при неодномерном промерзании грунта, оставляя открытым вопрос о причинах перемещения влаги в ходе его одномерного промерзания.

В последнем случае фильтрация влаги теоретически допустима, если предположить возможность возникновения в промерзающем слое очагов гидравлического разрежения (типа "пор замерзания" по М.И. Сумгину), наличие близко залегающего водоносного горизонта и отсутствие гидравлической связи последнего с атмосферой через промерзающий слой.

Фильтрационно-консолидационный механизм предполагает перемещение свободной влаги в сжимаемой пористой среде под действием градиента гидростатического (порового) давления. Впервые этот механизм был использован в "компрессионной гипотезе" русского исследователя А.Е. Федосова [43]. Согласно этой гипотезе образующиеся кристаллы льда оказывают давление на скелет подстилающего талого грунта. Давление кристаллов приводит к перемещению твердого и жидкого компонентов грунта в талом слое. Частицы скелета грунта испытывают компрессионное уплотнение, а поровая влага отжимается вверх к растущим кристаллам льда.

Представляется, что при одномерном промерзании водонасы-щенного грунта с внутренними связями избыточное давление, видимо, имеет место. Оно возникает вследствие противодействия этих связей фазовому увеличению объема замерзающей влаги. Однако такое "кристаллизационное" давление является нейтральным по отношению к скелету талого грунта. Это следует из основных положений динамики грунтовой массы и теплофизики процесса кристаллизации влаги в глинистом грунте. Избыточное "кристаллизационное" давление нейтрально по отношению к скелету грунта талого слоя и может вызвать отжатие влаги из этого слоя, если грунтовая система является открытой. Это будет наблюдаться в грунтах с влагосодержанием, превышающим нижний предел пластичности или оптимальную влажность (со > со,, ^ (о0ц), когда поведение грунта подчиняется законам динамики грунтовой массы [44].

С помощью диффузионного механизма происходит взаимное разнонаправленное перемещение молекул воды и растворенных в по-ровом растворе веществ (например, солей), вызванное их неравномерной концентрацией в различных частях грунтовой системы. Примером гипотезы, предполагающей диффузионный механизм влагопереноса при промерзании, является гидратационная гипотеза М.Н. Гольд-штейна [45]. По этой гипотезе частичное вымерзание влаги в гидрат-ных оболочках минеральных частиц повышает концентрацию раствора в оставшейся (незамерзшей) части этих оболочек - в буферной области. Возникающий перепад концентрации вызывает перемещение в эту область молекул воды из подстилающего талого грунта с менее концентрированным поровым раствором. Частицы растворенного вещества движутся в противоположном направлении, способствуя более энергичному выравниванию концентрации, понижая тем самым интенсивность влагопереноса в буферную область, т.е. к фронту промерзания. Аналогичная гипотеза выдвинута В.Б. Ратиновым [45] для объяснения воздействия растворов солей - антигололедных регентов на бетон при понижении температуры.

Сущность кристаллизационно-пленочного механизма заключается в том, что влагоперенос промерзающей грунтовой системе вызывается появлением свободной поверхностной энергии у растущих кристаллов льда и деградируемых вследствие замерзания частиц грунтового скелета с последующим использованием этой энергии для совершения работы по перемещению влаги из талого слоя к фронту промерзания. Выдвинутая американским ученым Г. Боюкосом [46] концепция о "силах кристаллизации", как об одной из возможных причин влагопереноса в промерзающем грунте, представляла собой новый качественный скачок в исследовании проблемы морозного пучения. По Г. Боюкосу грунтовая влага перемешается к фронту промерзания под действием менисковых сил в капиллярных порах и адсорбционных сил растущих кристаллов льда - "сил кристаллизации". Американским ученым С. Тэбером [14] была предпринята попытка обосновать подтягивание воды к кристаллам льда в процессе формирования их кристаллической решетки. Используя постулат М. Фара-дея о наличии на поверхности ледяного кристалла квазижидкой пленки, Тэбер рассматривал рост кристаллов как непрерывный переход

20

поровой влаги в адсорбированную пленку и далее в твердую фазу -кристалл. По мере присоединения молекул воды этой пленки к кристаллу адсорбционное притяжение втягивает в нее все новые порции грунтовой влаги и осуществляется питание самой пленки и рост кристалла.

Используя результаты Г. Боюкоса и С. Тэбера, шведский ученый Г. Бесков [25] предложил новую гипотезу влагопереноса при промерзании грунта. По Г. Бескову рост кристаллов льда происходит за счет адсорбированной на их поверхности квазижидкой пленки, пополнение которой осуществляется за счет водных запасов подстилающего талого грунта. Нарушение равновесной толщины водных пленок на кристаллах льда и дегидратируемых при промерзании частицах скелета сопровождается усилением адсорбционного воздействия на влагу в этих пленках со стороны твердых компонентов (повышением "молекулярного давления" по Г. Бескову). Возникающий на фронте промерзания перепад молекулярного давления в водных пленках приводит к пленочному перемещению влаги из талой зоны вверх, к растущим кристаллам льда. Поскольку первопричиной влагопереноса является кристаллообразование, а характер перемещения влаги пленочный, то механизм такого перемещения и сама гипотеза Г. Бескова получили впоследствии название кристаллизационно-пленочных. Влагоперенос с помощью такого механизма стал именоваться миграцией или криогенной миграцией. В дальнейшем были предложены различные теоретические построения, детализирующие кристаллиза-ционно-пленочную гипотезу на основе молекулярно-кинетических, физико-химических, термодинамических й электрических представлении. Так, в начале 80-х годов исследователями Г.М. Фельдманом и В.Е. Борозинцом [47, 48] был обнаружен фильтрационно-вакуумный механизм влагопереноса.

На практике режим перемещения фронта промерзания внутри земляного полотна рассматривался исключительно как монотонный [49], но уже с конца 30-х годов в. дорожно-строительной литературе^ упоминались факты пучения дорог при неустойчивой оттепельной погоде - когда на протяжении одного или нескольких периодов зимы потепления неоднократно чередовались с похолоданиями [11]. Пучение дорог при такой погоде нередко достигало значительной величи-

2!

ны. Скудость фактического материала и отсутствие физического объяснения данному явлению послужили причиной его игнорирования. Утверждение о монотонности промерзания грунта для условий чередующихся потеплений - похолоданий не было обосновано. Это видно из анализа процесса теплообмена дорожной конструкции с атмосферой, представленного в работе [17]. В районах, где летний прогрев грунтов сказывается на их зимнем промерзании (районы со среднегодовой температурой грунта выше +1,5°С...+ 2°С) заморозки и оттепели в отдельные периоды зимы может вызвать попеременное оттаивание - промерзание нижней части мерзлого слоя. Режим зимнего промерзания грунтов будет в таком случае не монотонным и колебательным. Вопрос в том, насколько выражен колебательный характер промерзания в конкретных условиях и можно ли им пренебречь.

Показано [50], что в водонасыщенных дисперсных грунтах, подстилаемых водоносным горизонтом, колебания фронта промерзания сопровождаются фильтрацией влаги от уровня грунтовых вод в зону колебаний. Причиной фильтрации является гидравлическое разрежение (вакуум), вызванное уменьшением объема норового льда при частичном оттаивании мерзлого слоя снизу. Чередование на одной и той же глубине фильтрации влаги и ее замерзания приводит к льдона-сыщению и вспучиванию минерального грунта в зоне колебаний, зарождению видимого ледяного прослоя, его дальнейшему развитию. Процесс сопровождается нарастанием величины пучения без увеличения глубины промерзания.

Аналогичный процесс может наблюдаться и на бетонных дорожных конструкциях. Так, на рис. 2 приведена фотография разрушения крышек разделительного барьера на Московской кольцевой автомобильной дороге с характерными проявлениями вспучивания.

Процесс может протекать в любых водонасыщенных разновидностях дисперсных грунтов - от глинистых до крупнообломочных. Описанный вакуумно-фильтрационный механизм перемещения влаги присущ всем этим разновидностям. Данный экспериментальный вывод заставляет по-иному взглянуть на грунты в плане их морозоопас-ноети. Благодаря фильтрационно-вакуумному механизму традиционно непучинистые грунты могут в определенных дорожно-климатических условиях стать морозоопасными.

Рисунок 2. Расслоение бетона в результате воздействия низких температур.

Согласно приведенным концепциям, влагоперенос в промерзающих грунтах может осуществляться с помощью нескольких механизмов. Все механизмы сводятся в конечном счете к двум видам движущих сил - молекулярному и гидравлическому и, соответственно, к двум способам влагопереноса - диффузионному (перемещается связанная влага и пар) и фильтрационному (перемещается свободная влага). Появление того или иного механизма зависит от конкретных климатических, геоморфологических, гидрогеологических и грунтово-гидрогеологических условий местности.

1.4. Влияние условий промерзания на морозное пучение грунтов

Среди природных факторов, влияющих на интенсивность влагопереноса и пучение, основными являются водно-тепловые условия промерзания грунта, его вещественный состав и физико-химические свойства. Воздействие тепловых условий проявляется через скорость промерзания, градиент температуры в талом слое, частоту и амплитуду колебаний фронта промерзания, повторяемость зимних оттепелей. Воздействие влажностных условий проявляется через предзимнее влагосодержание грунта промерзающего слоя и специфику влагооб-мена последнего с подстилающими грунтами и подземными водами. Способность грунта накапливать и проводить влагу обусловлена его вещественным составом и физико-химическими свойствами. В зависимости от сочетания этих факторов проявляются механизмы влагопереноса.

Вакуумно-фильтрационный механизм, связанный с колебаниями фронта промерзания вблизи уровня подземных вод, обнаружен недавно и его закономерности изучены мало. Основная масса накопленного фактического материала характеризует связь морозного пучения с миграцией влаги, т.е. с проявлением кристаллизационно - пленочного механизма влагопереноса при монотонном промерзании грунта. Влияние основных природных факторов (условий промерзания) рассматривается в отношении таких показателей, как: удельный расход миграционной влаги (скорость миграции), миграционное влагонакоп-ление в промерзшем слое, коэффициент или величина пучения грунта

и. его криогенное строение (криотекстура). Физика влияния природ-

24

ных факторов не является основной задачей предлагаемой работы и подробно не анализируется.

Практикой доказано, что наиболее пучинистыми являются глинистые грунты, в гранулометрическом составе которых преобладают пылеватые частицы размером 0,02-0,005 мм. Повышение содержания в грунтах более крупных или более мелких частиц снижает интенсивность миграции и пучения [21]. Существенную роль в формировании пучинистых свойств грунтов играет их минералогический состав, а точнее - наличие минералов группы монтмориллонита или каолинита [39]. В мерзлотоведении считается доказанным, что присутствие в обменном комплексе грунтов многовалентных ионов обеспечивает им более высокую вспучивающую способность по сравнению с грунтами, содержащими ионы одновалентные.

Значительное влияние на морозное пучение грунтов оказывает режим их промерзания. Для отображения влияния теплового режима используется обобщенный параметр - скорость промерзания, т.е. скорость перемещения в грунте изотермы с температурой начала замерзания поровой влаги. Экспериментальная оценка такого влияния [21, 51] показывает, что зависимости удельного миграционного расхода влагонакопления и пучения от скорости промерзания грунта имеют экстремальный вид (рис. 3). Существуют два критических значения скорости промерзания - нижнее и верхнее. При скорости промерзания меньше нижнего значения и больше верхнего влагонакопление отсутствует.

Специальное экспериментальное исследование [51] показало, что миграционный расход и влагонакопление связаны с начальной влажностью экстремальной зависимостью. В дополнение отметим факт существования "критического" значения начальной влажности сор = сооп = сокр, без которого грунт не способен перемещать влагу [14]; здесь сор - влажность нижнего предела пластичности грунта, практически равная его оптимальной влажности сооп. В той же работе [51] показано, что если промерзание грунта сопровождается миграцией влаги, то зависимость между коэффициентом пучения и начальной влажностью носит также экстремальный характер. Если миграции не наблюдается, зависимость между этими показателями принимает монотонно возрастающий вид (рис. 4).

А

!! л ¡У¡и

У ь(

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Шао Чан Лань

Выводы по работе:

1. Проведенные исследования показали возможность устройства теплоизоляционных слоев дорожных одежд из укрепленных ЗШС ТЭС известью.

2. В ходе исследования был подобран состав смеси для устройства теплоизоляционного слоя, состоящий из ЗШС ТЭС (г. Харбина) - 92 % по массе, извести гашеной - 8% по массе, воды 20% по массе (сверх 100%). Полученный материал удовлетворяет требованиям, предъявляемым к слоям оснований дорожных одежд.

3. Анализ теплофизических свойств укрепленных ЗШС ТЭС известью показал их достаточно высокую теплоизоляционную способность. Коэффициент теплопроводности материала изменяется в пределах от 0,40 до 0,90 Вт/(мхК) в зависимости его от плотности, влажности и температуры.

4. Экспериментальные исследования, проведенные на полигоне в натурных условиях в г. Харбине, показали, что устройство слоев основания с повышенными теплоизоляционными свойствами оказывает существенное влияние на температурный режим земляного полотна и глубину промерзания.

5. Экспериментальное исследование местных материалов и отходов промышленности с повышенной пористостью . на полигоне в г. Харбине показало, что ЗШС ТЭС имеет достаточно высокую теплоизолирующую способность. Ее коэффициент теплопроводности - 0,20 - 0,40 Вт/(мхК). При этом температурному градиенту основания из ЗШС ТЭС - 44-50 °С/м соответствует температурный градиент в земляном полотне - 4,5-8 °С/м. Теплоизолирующая способность укрепленных ЗШС ТЭС известью хуже, чем чистая ЗШС ТЭС. Ее коэффициент теплопроводности - 0,40-0,90 Вт/(мхК). При этом температурному градиенту основания из укрепленных ЗШС ТЭС - 28-30 °С/м соответствует температурный градиент в земляном полотне - 5-10 °С/м.

6. Выполненные теплотехнические расчеты подтвердили эффективность устройства теплоизоляционного слоя из укрепленной ЗШС ТЭС для снижения величины морозного пучения.

7. Предложена номограмма, позволяющая определить соотношения между толщиной теплоизоляционного слоя из укрепленной ЗШС и толщиной песчаного слоя, при которых морозоустойчивость конструкции не нарушается.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шао Чан Лань, 1999 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. PROCEEDINGS OF SECOND NATIONAL CONFERENCE ON PERMAFROST (SELECTION). GEOGRPHICAL SOCIETY OF CHINA, CHINA CIVIL ENGINEERING SOCIETY, GANSU PEOPL'S PUBLISHING HOUSE. 1982.

2. Далматов Б. И. Воздействие морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений. Л.-М., Стройиздат, 1957.

3. Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные структуры в дисперсных породах. М., МГУ, 1979.

4. Иванов Н.С. Тепло- и массоперенос в мерзлых горных породах. М., Наука, 1969.

5. Инструкция по обеспечению морозоустойчивости дорожных одежд и земляного полотна. ВСН КНР, 1986.

6. Гольдштейн М.Н., Лукьянов Б.И., Нечаев Б.И., Пономарев В.П. Сооружение земляного полотна в зимнее время. М., Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1946.

7. Ковалев Н.Г. Исследование морозостойкости и трещиностой-кости асфальтобетонных покрытий из шлаковых материалов. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук, М. 1976

8. Под редакцией ВА. Кудряцева. Мерзлотные исследования. Сборник статей. Выпуск XIX Изд. Московского Университета, 1980.

9. Тун Чан Цзян (Tong Chang Jiang) Академия мерзлотоведения КНР. Миграция влаги в промерзающих грунтов и морозное пучение. Пекин, 1980.

10. Bouyoucos G.J., Soil Temperature, Micigan Agricultural College, Exp. Stat, Techical Bull., №. 26, 1916.

11. Борозинец B.E. Экспериментальное исследование параметров криогенного пучения глинистых грунтов в условиях регулируемого режима промерзания. Дисс. канд. техн. наук, М. 1983.

12. Рувинский В.И. Оптимальные конструкции земляного полотна. М. Транспорт, 1991.

13. Рувинский В.И. Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды при ремонте и реконструкции дорог. Журнал " Наука и техника в дорожной отрасли " 1997 г. №. 3.

15Л

14. Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах. M., Стройиздат, 1980.

15. Пузаков H.A. Водно-тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог. М., Автотрансиздат, 1960.

16. «Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд»/под ред. H.A. Золотаря, H.A. Пузакова, В.М. Сиденко. М., Транспорт, 1971.

17. Золотарь И.А. Теоретические основы применения тонкодисперсных грунтов для возведения земляного полотна автомобильных дорог в северных районах области многолетнемерзлых грунтов. Л. 1961.

18. Фельдман Г.М. Методы работы температурного режима мерзлых грунтов. M., Наука, 1973.

19. Цытович H.A. Механика мерзлых грунтов. М., Высшая школа, 1973.

20. Taber S. - Frost Heaving.- J. Geol., 1929, v. 37, N 5.

21. Чистотинов Л.В. Криогенная миграция влаги и пучение горных пород. М., ВИЭМС, 1974.

22. Бельковский C.B. Влияние низких температур на физика -механические свойства асфальтобетонного покрытия и взоимодейст-вие его с основанием. Труды ЛАДИ, сб. 7. 1941

23. Под редакцией H.A. Золотаря, H.A. Пузакова, В.М. Сиденко. Водно - тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд. М, Транспорт, 1971.

24. Тулаев А.Я. Применение укрепленных грунтов в дорожном строительстве Китая. " Автомобильные дороги " 1960г. № 5.

25. Бесков Г. Практическое значение капиллярности.//Сб. «Пучины на автогужевых дорогах и борьба с ними». М., Гострансиздат, 1936.

26. Рюкли Р. Замерзание грунтового основания. Вена, 1950.

27. Bing Wei Shan Методы расчета морозозащитных слоев дорожной конструкции. Труды " Мерзловедение, " Изд-во Академии мерзлотоведения, 6-той том, вып. 3, 1984.

28. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа ВСН 46-8V МИНТРАНССТРОЙ. М. Транспорт. 1985.

29. Сборник СНиПов - JTJ - 84 по проектированию автомобильных дорог. Первый, второй Дорнии КНР. Министерство транспортного строительства КНР, Изд-во Транспорт, 1991

30. Под редакцией Иванова H.H. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд. М. Транспорт, 1973.

31. Корсунский М.Б. Технико - экономическое обоснование конструкций дорожных одежд. М., Транспорт, 1964.

32. Лыков A.B. , Михайлов Ю.А. Тепло- и массопереноса. М.: Стройиздат, 1963.

33. Быстрое Н.В. Проектирование нежестких дорожных одежд с теплоизоляционными слоями с учетом колебаний фронта промерзания - Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук -М., 1984.

34. Шеслер А.И. Определение допустимого пучения земполотна для нежестких дорожных одежд. "Автомобильные дороги", 1968, № 4.

35. Под редакцией Иванова Н. Н. Проектирование грунтовых оснований усовершенствования покрытий с учетом их работы в зимних условиях. М., Изд-во дорожно-технической литературы ГУШ-СДОРаМВД СССР 1953.

36. Методические рекомендации по проектированию оптимальных конструкций земляного полотна автомобильных дорог на основе методов регулирования водно-теплового режима. М., СоюздорНИИ, 1983.

37. Методические рекомендации проектированию и устройству теплоизолирующих слоев пучиноопасных участках автомобильных дорог. М., СоюздорНИИ. 1976.

38. Цытовыч H.A. Принципы механики мерзлых грунтов. М. Изд-во АН СССР, 1958.

39. Исследование пучин на автомобильных дорогах. Труды ДорНИИ, выпуск II.

40. Букингем Е. Учения о движении почвенной влаги. US Dept. Of Agrie. Bur. Of Soil, 1907, Bull., № 38

41. Юмикис A.P. Экспериментальное исследование миграции грунтовой воды в пленочной фазе при замерзании. Highway Res., Board Bull, 1962, №331, p. 21-21.

42. Цытовыч H.A., Сумгин М.И. Основы механики мерзлых грунтов М. Изд-во АН СССР 1937.

43. Федосов А.Е. Физико-механические процессы в грунтах при их замерзании и оттаивании. М., Трансжелдориздат, 1935.

44. Корсунский М.Б., Золотарь Е.А. Теоретические основы теплозащиты и расчет теплоизолирующих слоев дорожных конструкций. Труды СоюздорНИИ, выпуск 95. Повышение устойчивости земляного полотна автомобильных дорог на пучиноопасных участках. М. 1978.

45. Г. Добролюбов, В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. Прогнозирование долговечности бетона с добавками. M., Стройиздат, 1983.

46. Боюкос Г. Передвижение почвенной влаги из малых капилляров в большие во время замерзания. J. Of Agrie. Res., 1933.

47. Фельдман Г.M. Передвижение влаги в талых и промерзающих грунтах. Новосибирск, Наука, 1988.

48. Борозинец В.Е. О методах расчета монотонно промерзающих грунтов на вспучивание - В кн. Дорожно-строительные метериа-лы, их свойства и работа в конструкциях. М. МАДИ. 1991.

49. Тююнов H.A., Нерсесова З.А. Природа миграции воды в грунтах при промерзании и основы физико-химических примеров борьбы с пучением. М. Изд-во АН СССР, 1963.

50. Орлов В.О., Дубнов Ю.Д., Меренков Н.Д., Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений. Ленинград, Стройиздат, Ленинградское отделение, 1977.

51. Пчелинцев A.M. Строение и физико-механические свойства мерзлых грунтов. М.: Наука, 1964,

52. Быстров Н.В. Проектирование нежестких дорожных одежд с теплоизоляционными слоями с учетом колебаний фронта промерзания, дисс. канд. техн. наук - М., 1984.

53. Основы геокриологии (мерзловедения ) ч. I и II, М. Изд-во АН СССР, 1959.

54. Martin R. Rhytmicice ice banding in soil. "Highway res. Board. Bull", 1959. -

55. Боженова А.П. Значение осмотических сил в процессе миграции влаги. Материалы по лабораторным исследованиям, сб. № 3, Изд-во АН СССР, 1957.

56. Петрухин H.A. Исследование в полевых условиях процесса пучения пылеватых суглинков, сб. научных трудов/ НИИ транспорт, стр-ва № 40. М.: Трансжелдориздат, 1961.

57. Носов В.П., Быстров Н.В., Борозинец В.Е. и др. Отчет о научно-исследовательской работе по теме: Разработка методики оценки величины морозного пучения грунтов земполотна при их монотонном промерзании с учетом теплоизоляционной способности дорожных одежд. М. МАДИ. 1990.

58. Пособие по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий. Промтрансниипроект Госстроя СССР, М., Стройиздат, 1988.

59. Дуйшеналиев М. Исследование эффективности применения теплоизоляционных слоев для строительства дорожных одежд. Диссертация канд. техн. наук М., 1982.

60. Ярмолинский А. И. Исследование особенностей водно-теплового режима автомобильных дорог южной части дальнего востока и его регулирование. Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук, М. 1973.

61. В.И.Иванов, Высокоэффективная теплоизоляция в основаниях аэродромов и дорог. М., Транспорт, 1988.

62. Ван Шоухуа, Ма Юньфан, Яо Тинчжоу, Строительные материалы. Пекин: Изд-во "Гражданская строительная промышленность" 1988.

63. Разработка рациональных методов проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог и мостов. Выпуск 1 , Изд-ва томского университета. Томск, 1981.

64. Рекомендации по применению в бетонах золы, шлака и зо-лошлаковой смеси тепловых электростанций. НИИЖБ Госстроя СССР М. 1986.

65. Горелышев Н.В. Асфальтобетон и другие битумом генеральные материалы. Изд-во Можайск-Терра, 1995.

66. В.М. Безрук, И.Л. Гурячков, Т.М. Луканина, P.A. Агапова -Укрепленные грунты. (Свойства и применение в дорожном и аэродромном строительстве) - М.; Транспорт, 1982.

67. Под редакцией Чэн Чан Хуаня, Рецензент Чэн Ань Цзу, Дорожно-строительные материалы. Изд-во Транспорт, 1991.

1.5 Б

68. СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

69. СНиП 3.02.03-91 «Геотехнический контроль в строительстве».

70. СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги».

71. СНиП 1.02.09-91 (проект) «Изыскания местных грунтовых материалов».

• 72. ГОСТ 22733-77 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности».

73. ГОСТ 20522-75 «Грунты. Метод статистической обработки результатов определений характеристик».

74. ГОСТ 19912-81 «Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием».

75. ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик».

76. ГОСТ 12536-79 «Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава».

77. ГОС Т 23161-78 «Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности».

78. ГОСТ 23253-78 «Грунты. Методы полевых испытаний мерзлых грунтов».

79. ГОСТ 23278-78 «Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости».

80. ГОСТ 24847-81 «Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания».

81. ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация».

82. ГОСТ 28514-90 «Строительная геотехника. Определение плотности фунтов методом замещения».

83. ГОСТ 28622-90 «Грунты. Методы лабораторного определения степени пучинистости».

84. ГОСТ 12071-84 «Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов».

85. СНиП 2.01.01-82 "Справочное пособие к СНиП Строительная климатология и геофизика».

86. СНиП 2.05.02-85 Союздорнии «Пособие по проектированию методов регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна».

87. СНиП 2.05.07-85 Союзпромтранспроект «Пособие по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий».

88. СН 25-76 «Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов». Минтрансстрой, 1975.

89. РСН-88 «Проектирование и строительство автомобильных дорог в нечерноземной зоне РСФСР».

90. ГОСТ 25592-83 «Смесь золошлаковая тепловых электростанций для бетона».

91. ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».

92. ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия».

93. ГОСТ 5742-76 «Изделия из ячеистых бетонов теплоизоляционные».

94. ГОСТ15588-86 «Плиты пенополистирольные. Технические условия».

95. ГОСТ 16381-77* «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования».

96. ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний».

97. ГОСТ 20916-87 «Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных фенолформальдегидных смол. Технические условия».

98. ГОСТ 23250-78 «Материалы строительные. Метод определения удельной теплоемкости».

99. СТ СЭВ 5063-85 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения».

100. Мелентьев В.А., Нагли Е.З. «Гидрозолоудаление и золоот-валы. Л., «Энергия», 1968, 238 с.

101. Руководство по проектированию золоотвалов тепловых электростанций. П20-74. Л., «Энергия», 1974, 135 с.

• ISO

102. Лапин В.В. Петрография металлургических и топливных шлаков. М., АН СССР, 1956.

103. Иванов И.А. О связи химической и петрографической характеристик зол электростанций с техническими свойствами золобе-тонов. - Сб. "Производство легких бетонов в Западной Сибири. Новосибирск, 1963.

104. Эйтель В. Физическая химия силикатов. ML, Иностранная Литература, 1962.

105. Атлас шлаков. Перевод Жмойдина Г.Н., под редакцией Куликова И.С., М. " Металлургия " 1985.

106. "Рекомендации по применению в бетонах золы, шлака и зо-лошлаковой смеси тепловых электростанций" НИИЖБ Госстроя СССР, М., Стройиздат, 1985.

107. Петрашевский Р.И., Лемец Н.Л. Возведение насыпей из зо-лошлаковых смесей. «Автомобильные дороги», 1973.

108. В.М. Безрук. Укрепление грунтов. М., Транспорт, 1965.

109. Eades J.L., Nichols F.P., Grim R.E. Formation of New Minerals with Lime Stabilization as Proven by Field Experiments in Virginia. NRB. Bull. 335. 1962.

110. Гончарова Л.В. Основы искусственного улучшения грунтов. М., МГУ, 1973.

111. Левчановский Г.Н., Марков Л.А., Попандопуло Г.А. Укрепление грунтов известью в дорожном и аэродромном строительстве. М., Транспорт, 1977.

112. Путилин Е.И. Исследование физико-механических свойств фунтов, укрепленных известью, с добавками химических веществ. // Сб. тр. Союздорнии, 1973, вып. 77.

113. Стандарт GB - 1594-79. Укрепление грунтов.

114. Руководство по проектированию золоотвалов тепловых электрических станций. П20-74. «Энергия», 1974.

115. Филимонов В.А. Исследование анизотропии прочностных свойств намытых несвязных фунтов и золы. - «Изв. ВНИИГ», 1974, т. 106.

116. Бельковский C.B. Влияние низких температур на физико-механические свойства асфальтобетонного покрытия и взаимодействие его с основанием. Труды ЛАДИ, сб. 7. 1941.

• 16-1

117. Горелышев H.B. и др. Асфальтобетонные смеси с уменьшенным содержанием битума - "Автомобильные дороги", 1977, № 2.

118. Под ред. А.Б. Гезенцвея, Дорожный асфальтобетон. М. Транспорт, 1976.

119. Труды СоюздорНИИ, выпуск 85. Вопросы применения местных каменных материалов и отходов промышленности в дорожном строительстве. М. 1975.

120. Сергеев O.A. Метрологические основы теплофизических измерений. М. Изд. стандартов, 1972.

121. Лукьянов B.C., Головко М.Д. Расчет глубины промерзания грунтов. - М.: Трансжилдориздат, 1957.-е. 53 - 109.