Методика позволяет экономить на привозных материалах до 400 млн рублей на 50 км трассы
Специалисты Пермского политеха (ПНИПУ) и Санкт-Петербургского горного университета разработали метод расчёта максимальной плотности и оптимальной влажности для смесей песчаников и аргиллитов. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ. Методика позволяет формировать на месте стабильную уплотнённую смесь с заданными свойствами, пригодную для строительства дорог. Строители стремятся максимально использовать местные грунты, но в чистом виде они обычно не годятся для оснований, поэтому их смешивают с привозным цементом или известью. Новая методика даёт точный рецепт такой смеси.
Как в ПНИПУ нашли оптимальную пропорцию
Аргиллиты — твёрдые камнеобразные породы, образовавшиеся из глины. Учёные испытали серию образцов, в которых песчаник и аргиллит смешивались в разных пропорциях. Каждую смесь уплотняли по методике ГОСТ 22733, имитирующей процесс трамбовки грунта в реальных условиях — при строительстве насыпи или дорожного полотна. Замеряли ключевые показатели: оптимальную влажность и максимальную плотность.
Результаты показали, что существует оптимальная пропорция, при которой для смеси будет наблюдаться максимальная плотность. Такой эффект достигается при содержании от 40% до 50% аргиллита. Объясняется это тем, что мелкие частицы глины заполняют собой пустоты между более крупными частицами песчаника. Получается плотная, однородная масса
— Евгения Акбулякова, доцент кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ
Точность прогноза плотности по разработанной методике превышает 99%.
Экономический эффект и практическое применение
По предварительным расчётам, для крупного инфраструктурного проекта дороги протяжённостью 50 км строители смогут сэкономить на транспортных расходах за счёт меньшего подвоза щебня и других материалов около 300–400 млн рублей. Экономия достигается за счёт использования местных грунтов (аргиллита и песчаника) в оптимальной пропорции, что снижает потребность в привозных компонентах.
Традиционно при строительстве дорог грунты на месте часто не соответствуют требованиям по плотности, и их приходится либо заменять привозными, либо укреплять цементом или известью. Новая методика даёт инженерам точный инструмент для расчёта смеси из местных материалов, которая после уплотнения будет обладать заданными характеристиками. Это особенно актуально для удалённых регионов, где доставка щебня и цемента составляет значительную часть сметы.
Для дорожной отрасли внедрение метода означает снижение себестоимости строительства на 10–15% за счёт замены привозных материалов местным сырьём. Кроме того, сокращается нагрузка на транспортную логистику и уменьшается объём карьерной добычи. Точность более 99% позволяет проектировать дорожные основания с гарантированными параметрами, что повышает долговечность покрытия. Методика уже может быть использована при проектировании трасс в регионах, где распространены песчано-глинистые породы — на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке.