1) достижение установленных нормативных требований по энергосбережению;
2) осуществление конструкций, обладающих либо нормативной, либо максимальной долговечностью;
3) внедрение методов строительства с минимальной нагрузкой на окружающую среду;
4) реализация специальных технологий в условиях нестабильных грунтов и многолетней мерзлоты с учетом существующей опасности ее деградации.
Четверть суши Северного полушария покрыта такой мерзлотой. Большая её часть находится за Полярным кругом. Существуют также локальные участки в Тибетском нагорье и других горных системах.
Считается, что арктическая многолетняя мерзлота содержит около 1,7 трлн т углерода, преимущественно в замороженном органическом веществе. Это вдвое превышает количество вещества, которое в настоящее время находится в атмосфере. Повышение температуры означает, что бóльшая часть этого материала может превратиться в углекислый газ и метан.
По мнению специалистов, повышение устойчивости мерзлых грунтов может быть достигнуто
реализацией следующих мер.
Во-первых, усилением отвода тепла от грунта вблизи сооружений, нуждающихся в защите. Этого можно добиться, добавив в дорожное полотно слои пористого камня, чтобы создать конвекцию, помогающую выходу горячего воздуха. Уменьшение угла наклона насыпи также помогает, увеличивая поток ветра и уменьшая скопление снега, удерживающего тепло.
Во-вторых, это обеспечивается ограничением потребление тепла землей, т. е. изоляцией дорожных насыпей посредством их повышения, а также увеличения отражательной способности поверхностей с твердым покрытием для минимизации количества поглощаемой солнечной радиации.
В-третьих, земля может быть укреплена для создания лучшего опирания.
Один из способов достижения этого – замена слоя многолетней мерзлоты более устойчивыми материалами, другой способ – оттаивать мерзлоту контролируемым способом, а затем строить на этом консолидированном слое.
Как известно, одним мероприятий по снижению глубины промерзания, является создания теплозащитных и морозостойких слоев при устройстве фундаментов, дорожных покрытий и насыпей. Благодаря этим слоям снижается глубина промерзания, что особенно важно при строительстве на обводненных грунтах.
ПРОБЛЕМЫ:
ЦИКЛЫ ЗАМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ ВЫЗЫВАЮТ ПОВРЕЖДЕНИЕ ДОРОЖНОЙ СЕТИ НЕСТАБИЛЬНЫЕ И ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫЕ ОСНОВАНИЯ
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Срок службы дорожного покрытия определяется совокупностью нескольких факторов. Во-первых, это тип дорожной конструкции, в том числе конструкция основания и тип дорожной одежды (покрытия), и устройство внутренних слоев, воспринимающих нагрузки и передающих эти нагрузки на грунт основания.
Во-вторых, это тип грунта основания, его состояние и устойчивость, в том числе – наличие многолетней мерзлоты, заболоченных участков, верховодки и пр.
В-третьих, это качество дорожных работ, т. е. исполнение всех нормативных требований к этим работам.
В результате опыта эксплуатации дорог установлено, что материалы, используемые в системах дорожной изоляции, должны соответствовать определенным требованиям, таким как низкая теплопроводность и водопоглощение, высокая стойкость к воздействию агрессивных сред и биологической коррозии, высокая морозо стойкость и прочностные показатели.
В наибольшей степени требованиям к изоляции дорожных оснований соответствует фракционированный пеностекольный утеплитель.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА ICMGlass
Дополнительные морозозащитные слои оснований дорожных одежд в условиях сезонного промерзания на пучинистых участках с целью снижения глубины промерзания.
Теплоизоляционные слои в теле насыпи в условиях распространения ВМГ с целью сохранения грунтов в мерзлом состоянии на весь срок эксплуатации дороги и исключения просадок.
Облегченные дорожные конструкции при строительстве на слабых просадочных и болотистых грунтах, а также при строительстве транспортных развязок и тоннелей с целью снижения нагрузки на бетонные перекрытия и подпорные стенки.
Устройство временных подъездных путей, дорог, развязок.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА ICM Glass
Марки ICMGlass используемые в дорожной отрасли
| Характеристика/продукт | ICMGlass Сitadel | ICMGlass SolidRock |
| Фракция, мм | 30-60 | 20-40 |
| Насыпная плотность, кг/м3 | 140 ± 10 | 180 ± 10 |
| Степень уплотнения | 1,3 – 1,4 | 1,3 – 1,4 |
| Прочность при 10% сдавливании, кПа | 705 - 810 | 1310 - 1550 |
| Теплопроводность слоя после уплотнения, Вт/(м°К) в сухом состоянии при условиях эксплуатации А при условиях эксплуатации Б | 0,076 0,078 0,080 | 0,080 0,081 0,083 |
ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ДОРОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
Укладка морозозащитного слоя из пеностекольного щебня с целью снижения глубины промерзания и исключения процессов морозного пучения. Транспортная развязка на федеральной автомобильной дороге М 3 «Украина» (Калужская область). Дорога построена в августе 2016 года.
Укладка морозозащитного слоя из пеностекольного щебня на участке с пучинистым грунтом с целью снижения глубины промерзания и исключения процессов морозного пучения (Инновационная автомобильная дорога к Технопарку «МФТИ», г. Долгопрудный). Дорога построена в 2015 году.
ТИПОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ В УСЛОВИЯХ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ
Типовая дорожная конструкция с дополнительным морозозащитным слоем основания дорожной одежды из пеностекольного щебня в условиях сезонного промерзания на пучинистых участках.
Примечание:
типовая конструкция поясняет принцип устройства дополнительного морозозащитного слоя основания дорожной одежды в условиях сезонного промерзания на пучинистых участках Данная конструкция может использоваться как при новом строительстве, так и при реконструкции и ремонте, что благоприятно скажется на устранении проблемных пучинистых участков существующей сети автомобильных дорог.
Укладка морозозащитного слоя из пеностекольного щебня с целью снижения глубины оттаивания и исключения процессов осадок.
Автодорога «Проезд №1» на участке от 1,453 км до 2,097 км в г. Надыме. Дорога в работе с июня 2022 года.
ТИПОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ В УСЛОВИЯХ ВМГ
Типовая дорожная конструкция с теплоизоляционным слоем из пеностекольного щебня в условиях распространения ВМГ на подтопляемых участках.
Примечание:
типовую конструкцию необходимо проектировать на участках, где возможно скапливание кратковременно и длительно стоящих вод вдоль насыпи. Слой из пеностекольного щебня должен проектироваться выше уровня кратковременно и длительно стоящих вод с уклоном в обе стороны от оси дороги к кювету, что не позволяет застаивающейся воде свободно мигрировать в теплоизоляционный слой.
ОБЛЕГЧЕНИЕ НАГРУЗКИ ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ ДОРОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
Укладка пеностекольного щебня на въезде выезде из винчестерного тоннеля с целью облегчения нагрузки (Северо Западная хорда, г. Москва). Сентябрь 2016 г. май 2017 г.
ТИПОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ОБЛЕГЧЕНИЕ НАГРУЗКИ НА БЕТОННОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ
Типовая конструкция винчестерного тоннеля
Примечание:
типовая конструкция отображает техническое решение по снижению нагрузки на бетонное перекрытие и опорную стенку винчестерного тоннеля. Пеностекольный щебень использован в качестве обратной засыпки на въезде выезде из тоннеля поверх которой проложено дорожное полотно.
ТИПОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ НА СЛАБЫХ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ
Типовая конструкция №6 облегченная дорожная конструкция на слабых просадочных и болотистых грунтах.
Примечание:
Типовая конструкция поясняет принцип устройства облегченной дорожной насыпи на слабых просадочных и болотистых грунтах . В качестве облегчающего ядра может быть использован как пеностекольный щебень в чистом виде, так и смесь пеностекольного щебня с грунтом . Формирование ядра осуществляется послойной отсыпкой и уплотнением.
ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА ICM GlASS. Кейс №1
Морозозащитный слой из пеностекла «ICM Glass SolidRock»
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕЖДУ ПЕНОСТЕКЛОМ и ЭППС
| Пеностекло ЩП "ICM Glass SolidRock" | ЭППС | |||||||||
| Слои | Толщина, м | Объем, м3, м2 | Стоимость материала | Стоимость работ | Общая стоимость | Толщина, м | Объем | Стоимость материала | Стоимость работ | Общая стоимость |
Финишные слои покрытия | 0,12 | + | + | + | + | 0,12 | + | + | + | + |
Несущие слои | 0,3 | + | + | + | + | 0,3 | + | + | + | + |
Геотекстиль | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | ||
Песчаная подушка | 0,1 | 100 | 404432 | 345184 | 749616 | |||||
Экструдированный пенополистирол | 0,1 | 100 | 1527568 | 303968 | 1831536 | |||||
Песчаная подушка | 0,15 | 150 | 606648 | 517776 | 1124424 | |||||
Пеностекольный щебень ЩП "SolidRock" с коэф. уплотнения 1,3 | 0,25 | 325 | 2754388 | 920920 | 3675308 | |||||
Геотекстиль | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | ||
| Разработка грунта | 0,5 | 500 | 3696560 | 3696560 | 0,6 | 600 | 4435872 | 4435872 | ||
| 22124105 | 22893685 | |||||||||
| Экономия | 3,48% | |||||||||
ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА ICM GlASS. Кейс №2
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ОБЛЕГЧЕННОГО СЛОЯ
| Пеностекло ЩП "ICM Glass SolidRock" | Выемка слабого грунта | |||||||||
| Слои | Толщина, м | Объем, м3, м2 | Стоимость материала | Стоимость работ | Общая стоимость | Толщина, м | Объем | Стоимость материала | Стоимость работ | Общая стоимость |
Финишные слои покрытия | 0,12 | 120 | + | + | + | 0,12 | 120 | + | + | + |
Несущие слои | 0,3 | 300 | + | + | + | 0,3 | 300 | + | + | + |
Геотекстиль | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | ||
Песчаная подушка | 3,5 | 3500 | 5274360 | 7573440 | 12847800 | |||||
Пеностекольный щебень ЩП "SolidRock" с коэф. уплотнения 1,3 | 1,5 | 1950 | 16526328 | 5525520 | 22051848 | |||||
Геотекстиль | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | 1000 | 60278 | 7315840 | 7376118 | ||
Разработка грунта | 1,2 | 1200 | 8098944 | 8098944 | 3,2 | 3200 | 21597184 | 21597184 | ||
| 44903029 | 49197221 | |||||||||
| Экономия | 9,56% | |||||||||
| Нагрузка на основание, т/м2 | 1318 | 6440 | ||||||||
| Снижение нагрузки | 388,71% | |||||||||
ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ПЕНОСТЕКЛА
ПРЕИМУЩЕСТВА ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПЕНОСТЕКЛОМ от ICM Glass
1. Снижение глубины промерзания и исключения морозного пучения в грунтах насыпи и естественного основания2. Сохранение основания в твердомерзлом состоянии и создание мерзлого ядра в теле насыпи на весь срок эксплуатации
3. Возможность использовать для отсыпки насыпи местные пучинистые или мерзлокомковатые глинистые и пылеватые грунты (глинистые и пылеватые)
4. Снижение высоты насыпи и уменьшение земляных работ
5. Механизация труда и простая технология устройства слоя в сравнении с другими утеплителями
6. Возможность прокладывать трассу по местности с высокой влажностью (высокий уровень грунтовых вод и застаивающихся вод вдоль насыпи)
7. Возможность «оздоровления» проблемных участков с признаками морозного пучения на существующей сети автомобильных дорог
8.Достижение экономического эффекта, не только при производстве работ, но и при эксплуатации (увеличение межремонтного интервала)