авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Совершенствование конструкций лесовозных дорог с гибкими геотекстильными прослойками

-- [ Страница 3 ] --

Зная толщину всех конструктивных слоев дорожной одежды, вычисляли по развернутым выражениям осадки в каждом слое дорожной конструкции численным интегрированием. Функцию F находили из граничных условий на поверхности.

Производя расчеты осадок для дорожной конструкции без прослойки по зависимостям Р.М. Раппопорт и К.К. Туроверова, получаем:

осадка верхнего слоя покрытия 1,0 мм,

0,6 мм.

Вычисленные осадки для дорожной конструкции без прослойки ОСС сопоставимы с данными по осадкам, полученными опытами и приведенными в таблице 2.

Выполнен сравнительный анализ полученных значений осадок по зависимостям проф. М.Б. Корсунского. При выводе формул проф. М.Б.Корсунским было принято, что при z=0: а) смещения основания и верхнего слоя совпадают; б) на поверхности контакта основания и верхнего слоя отсутствует трение; при z= горизонтальные и вертикальные смещения отсутствуют, т.е. здесь не учитывается собственная вертикальная деформация верхнего слоя и влияние касательных напряжений на поверхности контакта верхнего слоя и полупространства.

Для дорожной конструкции, работающей в стадии упругих деформаций, осадки можно вычислить по зависимостям проф. М.Б. Корсунского.

По теории проф. М.Б.Корсунского вертикальные смещения

, (5)

, (6)

где - вертикальное смещение основания покрытия;
- вертикальное смещение по оси нагрузки;
- толщина эквивалентного слоя.

Величина показывает расстояние от оси действующей нагрузки, выраженное в долях от радиуса загруженного круга.

При вертикальное смещение по оси нагрузки, что в нашем случае имеет место, определяется по формуле

, (7)

при

, (8)

где - интенсивность равномерно распределенной нагрузки по площади круга радиуса .

Производя расчеты осадок для дорожной конструкции без прослойки по зависимостям проф. М.Б. Корсунского получаем:

0,9 мм.

Данный приближенный метод определения вертикальных смещений дорожной одежды представлен в виде простых и доступных для практического использования формул. Вычисленные значения вертикальных осадок по методам М.Б.Корсунского и Р.М. Раппопорт имеют одинаковый порядок.

Для определения модуля упругости прослойки в дорожной конструкции рассмотрено отработанное сукно марки SEAMEXX толщиной h = 2,932 мм. Толщина прослойки мала, поэтому привели трехслойную конструкцию к двухслойной путем деления толщины прослойки на две равные части и присоединения этих частей к верхнему и нижнему слою (рис. 9). Таким образом, получается толщина верхнего слоя покрытия h2' = 0,1015 м. Фактический общий модуль упругости дорожной одежды с прослойкой из отработанного сукна SEAMEXX увеличивается на 28 % по сравнению с дорожной конструкцией без прослойки. Осадка верхнего слоя грунта земляного полотна = 0,87 мм уменьшится приблизительно на 28 % и составит = 0,63 мм.

С помощью программы Microsoft Office Excell 2007 численно получено решение уравнения

(9)

Таким образом, условный модуль упругости прослойки из отработанного сукна SEAMEXX в дорожной конструкции составляет

= 302,88303 МПа.

Рис. 9. Расчетная схема по определению модуля упругости прослойки из ОСС:

1 – песчано-гравийная смесь толщиной h2'; 2 – прослойка из сукна или сетки; 3 – уплотненное грунтовое основание с модулем упругости прослойки Е1'

На рисунке 10 представлены графики зависимости осадки грунтового основания , мм от величины n:

, (10)

где r - расстояние от точки приложения сосредоточенной силы до рассматриваемой точки;
R - радиус круга, по площади которого распределена равномерная нагрузка.

 График зависимости осадки , мм от-85

Рис. 10. График зависимости осадки , мм от :

1 – дорожная одежда без прослойки; 2 - с прослойкой сукна SEAMEXX

Осадки вычислены для точек, находящихся на расстояниях от оси действующей нагрузки, равных: r=R; r=2R; r=3R; r=4R. Каждая кривая на рисунке 10 характеризует систему, обладающую определенным значением показателя .

В шестой главе предложены некоторые решения по совершенствованию дорожных конструкций с геопрослойками из отработавших срок синтетических сукон и сеток, технология строительства автомобильных лесовозных дорог с прослойками. Экономия дорожно-строительных материалов на 1 м2 или 1 км дороги определяется разностью толщин дорожных одежд и толщины дорожной одежды без прослойки, рассчитанных с учетом влияния прослоек.

Возможно несколько вариантов применения прослоек из отработанных сукон (сеток) в дорожных конструкциях лесовозных дорог:

1. При текущем и капитальном ремонте (укрепление откосов (рис. 11), ремонт обочин, укладка прослойки на границе «новое покрытие – старая дорожная одежда», в основании насыпи (рис. 12));

Рис. 11. Схема укрепления откосов отработанными сукнами и сетками:

1 – канавки; 2 - отработанное сукно (сетка); 3 – растительный грунт;

4 – деревянные свайки; 5 – тело насыпи

 Положение отработанных сукон и-92

Рис. 12. Положение отработанных сукон и сеток в основании насыпи:

1 - отработанное сукно (сетка); 2 – расчетная поверхность скольжения

2. С колейным покрытием из железобетонных плит (в виде полос под стыками плит покрытия; укладка прослойки на границе «подстилающий слой - земляное полотно»; укладка прослойки из суконных полотнищ под насыпь на грунтовое основание (рис. 13 – 15));

Рис. 13. Прослойки из полос сукон под стыками плит колейного покрытия на однополосных дорогах: 1 – железобетонная плита; 2 – прослойка; 3 - подстилающий слой; 4 – земляное полотно

Отработанные сукна и сетки осушают грунт под плитами путем дренирования, укрепляют основание в зоне стыков, которое является самым слабым местом сборных колейных конструкций, предотвращают выпирание и выплески грунта из–под плит в стыках при воздействии динамических нагрузок от автотранспорта.

Рис. 14. Прослойки под песчаным подстилающим слоем на однополосных дорогах: 1 – железобетонная плита; 2 – подстилающий слой; 3 – прослойка;

4 – земляное полотно

Рис. 15. Укладка прослойки под насыпь из привозного материала:

1 – грунтовое основание; 2 – прослойка; 3 – земляное полотно;

4 – подстилающий слой; 5 – железобетонные плиты

3. С гравийным покрытием (прослойки под дорожной одеждой на земляном полотне из глинистых грунтов или на естественном грунтовом основании (рис. 16, 17));

Рис. 16. Прослойки под гравийным покрытием на насыпи: 1 – покрытие;

2 – прослойка; 3 – насыпь; 4 – естественное грунтовое основание

Рис. 17. Прослойки под гравийным покрытием на естественном грунтовом основании: 1 - покрытие; 2 - прослойка; 3 - выравнивающий слой;

4 - естественное грунтовое основание

4. В насыпях на болотах (прослойки из отработанных сукон и сеток под насыпью (рис. 18, 19)).

Рис. 18. Прослойка под насыпью с естественным откосом на болоте:

1 - насыпь; 2 – прослойка

Рис. 19. Прослойка под насыпью с боковым упором на болоте: 1 - насыпь; 2 - прослойка; 3 - бревно (хлыст)

Сплошные прослойки из отработанных сукон и сеток под дорожной одеждой (покрытием) на земляном полотне из глинистых грунтов или под естественным грунтовым основанием будут препятствовать перемешиванию песчаного грунта основания дорожной одежды (подстилающего слоя) или гравийного материала покрытия с грунтом земляного полотна в процессе строительства и эксплуатации дорог, предотвращая или уменьшая образование колей на поверхности земляного полотна.

Сплошные прослойки, уложенные под насыпь на болотах позволят резко сократить использование древесины для устройства настилов под насыпи, уменьшить расход песка за счет исключения перемешивания его с торфом и меньшей осадки насыпей, снизить трудоемкость работ.

Таким образом, одним из возможных направлений эффективного использования отработанных сукон и сеток является применение в дорожном строительстве в качестве заменителей геотекстильных материалов. Использование отработанных сукон и сеток в качестве гибких прослоек, как показали экспериментальные работы на строительстве опытных участков не вызывает существенных изменений технологии строительства дорожных одежд.

В седьмой главе рассматриваются проблемы утилизации отходов производства и пути их решения, выполнен анализ экологического риска при использовании ОСС как вторичного продукта.

По данным ЦБК разработаны паспорта на отходы отработанные сетки и сукна и определен класс опасности отходов. При определении класса опасности отработанных сукон и сеток по данным ЦБК для окружающей природной среды расчетным и экспериментальным методами отходы отнесены к 5 классу опасности, то есть практически неопасные, степень вредного воздействия данных отходов на окружающую природную среду очень низкая. Критерием отнесения отходов к 5 классу опасности для окружающей природной среды является то, что экологическая система практически не нарушена. Таким образом, целенаправленно используя в больших объемах отработанные сукна и сетки целлюлозно-бумажного производства, решается проблема утилизации отходов.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Совершенствование дорожных конструкций гравийных одежд лесовозных автомобильных дорог может быть обеспечено путем применения при строительстве гибких прослоек из отработанных сукон и сеток (вторичного сырья целлюлозно-бумажного производства). Данные материалы, изготовленные в основном из полиэфира, полипропилена и полиамида являются полноценным заменителем производимых геотекстильных материалов.

2. Эффективность и возможность использования ОСС в качестве геопрослоек в дорожных конструкциях лесовозных дорог определяется их видом, показателями свойств и соответствием показателей свойств требованиям.

3. Установлено, что в результате реализации нового способа устройства дорожных конструкций фактический общий модуль упругости дорожной одежды с прослойкой из отработанного сукна в зависимости от марки увеличивается на 18 - 60 % (отработанной сетки – 7 - 14 %), уменьшается величина осадки верхнего слоя покрытия в среднем на 28 % по сравнению с вариантом без прослойки.

4. Исследуемые сукна и сетки обладают высокой устойчивостью химических связей к внешним воздействиям, что позволяет прогнозировать срок службы дорожной конструкции не менее 5 лет.

5. Использование отработанных сукон и сеток в качестве гибких прослоек, как показали экспериментальные работы на строительстве опытных участков не вызывает существенных изменений технологии строительства дорожных одежд.

6. Впервые экспериментально определены основные параметры физических, механических и гидравлических свойств отработанных сукон и сеток, получены обобщенные данные, установлена зависимость «нагрузка - удлинение».

7. Анализ полученных обобщенных данных физических, механических и гидравлических свойств отработанных сукон и сеток показывает на соответствие этих свойств требованиям. Поэтому данные материалы могут выполнять функции армирования, разделения конструктивных слоев, защиты, могут быть использованы в качестве капилляропрерывающих и дренирующих прослоек в дорожных конструкциях лесовозных дорог.

8. Предложены решения по совершенствованию дорожных конструкций с применением отработанных сукон и сеток на различных типах лесовозных дорог, которые рекомендуются к внедрению в практику строительства. Направления использования определяются свойствами отработанных сукон и сеток, полученных в результате данных исследований.

9. Использование отработанных сукон и сеток в дорожном строительстве позволяет одновременно использовать и утилизировать в больших объемах вторичные отходы целлюлозно-бумажного производства. Причем разложение остатков бумажных волокон и органических веществ, включенных в состав отработанных сукон и сеток будет скрыто в дорожной конструкции.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

  1. Особенности гидравлических характеристик геотекстильных материалов, применяемых в конструкциях лесовозных дорог [Текст] / О.Н.Оруджова // Лесн. журн. – 2010. - № 3. – С. 72 – 76. – (Изв. высш. учеб. заведений).
  2. Использование геосинтетических материалов в строительстве лесовозных дорог [Текст] / О.Н.Оруджова // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Сборник научных трудов. Вып. 73. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2007. – С. 182 – 185.
  3. Применение отработанных сукон и сеток в строительстве лесовозных дорог [Текст] / О.Н.Оруджова // Наука – северному региону. Сборник научных трудов. Вып. 78. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2009. – С. 101 – 105.
  4. К вопросу об оценке прочности дорожных одежд лесовозных дорог [Текст] / О.Н.Оруджова // Наука – северному региону. Сборник научных трудов. Вып. 78. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2009. – С. 106 – 111.
  5. Исследование физико-механических свойств отработавших срок сеток и сукон ЦБП, как вторичного продукта [Текст] / О.Н.Оруджова // Наука и технологии. Итоги диссертационных исследований (серия «Избранные труды Российской школы»). Том 2 - М.: РАН, 2009. – С. 142 – 153.
  6. К вопросу об использовании вторичного сырья при строительстве лесовозных дорог [Текст] / О.Н.Оруджова // Строительная наука – 2010: теория, практика, инновации Северо–Арктическому региону: сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. – С. 278 – 280.
  7. Прочностные испытания автомобильных лесовозных дорог с нежесткими покрытиями [Текст] / О.Н.Оруджова // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств. Часть 1: материалы VI международной научно-технической конференции. – Пенза: Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2010. – С.344 – 347.
  8. Возможности использования ОСС ЦБП при строительстве лесовозных дорог [Электронный ресурс] / О.Н.Оруджова // Наука и образование – 2010: материалы межд. науч. –техн. конф., Мурманск, 5 – 12 апреля 2010 г./ МГТУ. – Электрон. текст дан. (181 Мб.) – Мурманск: МГТУ, 2010. – 1 оптический диск (CD-ROM). – систем. требования: PC не ниже класса Pentium II; 128 Mb RAM; программное обеспечение для просмотра файлов в формате Adobe PDF 1.5; привод компакт-дисков CD-ROM 2-х и выше. Гос. рег. НТЦ «Информрегистр» № 0321000362.
  9. О применимости ОСС ЦБП в качестве защитно-армирующих прослоек в конструкциях лесовозных дорог [Текст] / О.Н.Оруджова, А.Н.Данилов // Научному прогрессу – творчество молодых: сборник материалов Международной молодежной научной конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам (Йошкар-Ола, 1617 апреля 2010 г.): в 3 ч. – ч. 3. – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2010. – С. 112 - 113.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по адресу: 163002, г. Архангельск, ул. Наб. Северной Двины, д. 17, С(А)ФУ, ученому секретарю диссертационного совета Д212.008.01 Земцовскому А.Е.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.