Что является главным при строительстве автомобильной, железной дороги, взлетно-посадочной полосы? Ровная поверхность, ведь для этого дорога и строится. Известно, что большая часть территории нашей страны имеет болотистые, пучинистые грунты высокой влажности. А при замерзании влажного грунта в нем возникают силы давления льда – морозное пучение.
При пучении грунт может расширяться до 10%, что при глубине промерзания в 1 метр означает подъем грунта на 10 см. Последствия этого мы видим каждый день, проезжая по загородным трассам или улицам города. Если под дорогой высокий уровень подземных вод, кроме изменения высоты грунта, ей угрожает еще и размывание.
Основные свойства экструдированного пенополистирола очень ценны при строительстве дорог. Высокая прочность на сжатие позволяет применять материал для утепления самых нагруженных автомагистралей и даже взлетно-посадочных полос аэропортов. Морозостойкость позволяет использовать его в строительстве дорог даже на севере России. Высокое сопротивление теплопередаче позволяет использовать небольшой слой утеплителя. не набирает влагу, сохраняя свои свойства не менее 50 лет.
Теплоизоляция грунта при строительстве автомобильных дорог
Экструдированный пенополистирол с успехом может применяться при строительстве автомобильных дорог. Благодаря теплоизоляционному слою в дорожной одежде, исключается промерзание и пучение грунта, что позволяет проводить строительство и ремонт автомобильной дороги с меньшими экономическими, временными и трудозатратами.
Применение позволяет снизить высоту насыпи в тех местах, где высок уровень подземных вод, так как гидроизолирующие свойства экструдированного пенополистирола исключают поступление воды. Дренирующий слой дорожной одежды также может быть значительно меньше.
В целом затраты на строительство и эксплуатацию дороги могут быть значительно ниже, чем при традиционном способе строительства, а конструкция окажется более долговечной.
Актуально применение теплоизоляции при строительстве дорог на вечномерзлом грунте. Теплоизоляция грунта исключает протаивание и просадку грунта под дорожным полотном, сохраняя его стабильное состояние.
Для проектировщиков и строителей автомобильных дорог выпущен «Альбом технических решений по обеспечению теплоизоляции автомобильных дорог с применением в качестве теплоизоляционного слоя экструзионных пенополистирольных плит THERMIT». Альбом имеет сертификат соответствия, выданный органом по сертификации «РегионСтройСертификация», а также Заключение КРУДОР от 23.10.08., где дан положительный отзыв на альбом: «Применение технических решений, приведенных в данном альбоме, дает возможность варьировать и оптимизировать толщины конструктивных слоев земполотна, обеспечить проектирование экономичных конструкций, что позволит снизить объемы земляных работ и улучшить водно-тепловой режим земполотна».
Теплоизоляция грунта при укладке железнодорожного полотна
Экструдированный пенополистирол применяется при строительстве и реконструкции железнодорожного полотна с целью предотвращения морозного пучения грунта под полотном. Теплоизоляционный слой из экструдированного пенополистирола в конструкции железнодорожного полотна позволяет значительно увеличить срок эксплуатации без ремонта, повысить надежность железнодорожного полотна. Экструдированный пенополистирол применяется для ремонта и прокладки новых путей на всех основных железнодорожных магистралях страны в течение последних лет.
Применение в качестве теплоизолирующего слоя при прокладке железнодорожного полотна позволяет повысить показатели максимально допустимых нагрузок на полотно, что важно при прокладке высокоскоростных железнодорожных магистралей.
Экструдированный пенополистирол в конструкции железнодорожного полотна увеличивает максимально допустимую скорость движения составов, повышает безопасность перевозки грузов и пассажиров.
Теплоизоляция грунта при строительстве взлетно-посадочных полос
Плиты экструдированного пенополистирола способны длительное время воспринимать значительные статические и динамические нагрузки. Благодаря прочности, влагостойкости и стойкости к воздействию грунта, экструдированный пенополистирол (XPS) — единственный утеплитель, который целесообразно использовать в дорожной одежде при строительстве взлетно-посадочной полосы.
Теплоизоляционный слой в конструкции взлетно-посадочной полосы увеличивает срок ее эксплуатации без ремонта и значительно повышает уровень безопасности полетов.
Для применения в автодорожном и железнодорожном строительстве, строительстве взлетно-посадочных полос выпускают плиту марки 45 с повышенной плотностью.
Почти половина территории современной России (более 40% по площади) расположена в зоне сезонного промерзания грунтов. Весной и осенью из-за большой разницы температур и при повышенной влажности земли сооружения и дорожные покрытия испытывают проявления так называемых сил морозного пучения грунтов и при отсутствии защитных мероприятий получают значительные повреждения, включая полное разрушение.
Включение плит «Экстрол» в состав автодорожного покрытия позволяет создать температурный барьер между дорожным полотном и пучинистыми грунтами, которые в холодное время года не промерзают и всегда находятся в зоне положительных температур. В условиях вечной мерзлоты экструзионный пенополистирол «Экстрол», наоборот, позволяет сохранить отрицательной температуру мерзлого грунта и исключить просадки земляного полотна. Теплоизоляционные плиты «Экстрол» так же выполняют функцию разделительного слоя и обеспечивают равномерное распределение нагрузки.
Теплоизоляция автодорожного покрытия
Теплоизоляция дорожного покрытия на участке федеральной трассы Надым-Салехард
Кроме того, в городском дорожном строительстве появилось новое направление для применения пенополистирольных плит «Экстрол»: при прокладке обогреваемых тротуаров и проезжих частей в состав дорожного полотна включают теплоизоляционные плиты «Экстрол» в тех случаях, когда возникает проблема рационализации в использовании тепла, выделяемого нагревательными элементами.
Для использования в составе конструкции дорожных одежд были специально разработаны марки теплоизоляционного материала «Экстрол», обладающие повышенными прочностными характеристиками.
Плиты, характеризующиеся прочностью на сжатие до 70 т/м2, минимальным водопоглощением и максимальными теплоизоляционными свойствами, надежно защищают дорожное покрытие от появления гололеда, усадок и доуплотнения грунта, обеспечивают равномерное распределение нагрузки в процессе эксплуатации. На основании анализа показателей различных материалов был сделан вывод о том, что в конструкции дорожного полотна 1 сантиметр экструзионного пенополистирола «Экстрол» по теплозащитной функции эквивалентен 30 сантиметрам песка.
Применение экструзионного пенополистирола «Экстрол» позволяет сократить сроки проведения строительных и восстановительных работ, продлить период службы дорожного покрытия, значительно уменьшив финансовые затраты, обеспечивая при этом долговременную и безопасную эксплуатацию покрытия.
Специалисты «Экстрол», благодаря обширному опыту работы в сфере дорожного строительства, имеют техническую возможность произвести расчет требуемой толщины теплоизолирующего слоя из экструзионных плит для обеспечения морозоустойчивости дорожной конструкции. Для формирования должного уровня теплозащиты, на основании Пособия по проектированию и устройству теплоизолирующего слоя из плит «Экстрол», опытные технические эксперты производят точные вычисления толщин теплоизоляционных слоев для дорожных конструкций, устраиваемых на вечной мерзлоте или в районах сезонного промерзания грунтов.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по проектированию и устройству теплоизоляционных слоев дорожной одежды из пенополистирольных плит «Пеноплэкс»
к.т.н. Е.С.Пшеничникова
при участии инж. Н.И.Черновой и к.т.н. И.В.Лейтланд.
Предполагается, что реализация настоящих Методических рекомендаций как в части проектирования, так и строительства будет осуществляться при научном сопровождении, в рамках которого будут предусмотрены последующие наблюдения за построенными конструкциями в процессе их эксплуатации.
Замечания, пожелания и возникающие вопросы по Методическим рекомендациям просьба направлять по адресу: 143900, г.Балашиха-6, Московская обл., ш.Энтузиастов, 79, Союздорнии
1. Общие положения
1.2. Первое направление использования термоизолирующей прослойки может быть реализовано на дорогах общей сети и ведомственных дорогах в любой дорожно-климатической зоне при наличии сезонного промерзания-оттаивания грунтов с повышенной пучинистостью.
Второе направление может быть реализовано на дорогах общей сети и ведомственных дорогах только в зоне вечной мерзлоты или в специальных проектных решениях, рассчитанных на особые условия строительства и эксплуатации дороги (временные дороги, спецдороги и т.п.).
1.3. Эффект от применения теплоизолирующего слоя, используемого для снижения морозного пучения, может быть получен за счет:
— уменьшения объема качественных материалов, используемых в дорожной одежде для обеспечения ее морозоустойчивости;
— возможности использования в верхней части земляного полотна местных пучинистых грунтов (без их замены);
— повышения долговечности конструкции вследствие исключения периодически возникающих деформаций морозного пучения;
— возможности понижения рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действуют ограничения СНиП по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли;
— понижения расчетной влажности грунта земляного полотна и соответствующего повышения расчетных значений прочностных характеристик грунта за счет снижения влагонакопления при процессе морозного пучения;
— снижения требуемой толщины дренирующего слоя за счет исключения поступления воды снизу при оттаивании земляного полотна.
1.4. Эффект от применения теплоизолирующего слоя для предотвращения оттаивания грунта, используемого в конструкции в мерзлом состоянии в зоне вечной мерзлоты, может быть получен за счет:
— уменьшения объемов привозных грунтов при сооружении земляного полотна по I-му принципу (сохранение мерзлого грунта);
— обеспечения возможности использования в земляном полотне грунтов с любой степенью увлажнения в виде мерзло-комковатого материала;
— обеспечения возможности уменьшения рабочих отметок насыпей, сооружаемых по I-му принципу в зоне вечной мерзлоты с соответствующим уменьшением объемов земляных работ;
— исключения необходимости замены грунта в основании дорожной одежды в выемке;
— повышения надежности и долговечности дорожной конструкции, запроектированной по I-му принципу;
— сокращения затрат на уплотнение грунтов при сооружении насыпей;
— снижения экологического ущерба при строительстве дорог в северных районах.
1.5. Конструктивные решения с использованием термоизолирующих прослоек должны быть обоснованы соответствующими расчетами, указанными в настоящих Методических рекомендациях.
2. Обеспечение морозоустойчивости дорожной конструкции при сезонном промерзании с помощью термоизолирующего слоя из «Пеноплэкса»
2.1. Условия морозоустойчивости дорожной конструкции (по ОДН 218.046-00)
2.1.1. Морозоустойчивость дорожной конструкции оценивается по величине ее морозного пучения. Морозоустойчивость конструкции считается обеспеченной при условии:
