Одной из наиболее эффективных возможностей снижения стоимости строительства и затрат ресурсов является использование в конструктивных слоях дорожных одежд укрепленных грунтов и других местных материалов. Технико-экономические расчеты, проведенные с учетом фактических производственных затрат, показывают, что применение слоев из укрепленных грунтов вместо равнопрочных оснований из привозных каменных материалов приводит к снижению их стоимости на 20–60 %. Из строящихся в настоящее время автомобильных дорог большая их часть III–V категорий, расположенных в основном в сельской местности. Поэтому в условиях всегдашней нехватки финансирования дорожной отрасли использование укрепленных грунтов является единственной реальной возможностью развития дорожной сети.
Компания «Полимеравтодор» имеет большой опыт работы и успешно решает инфраструктурные задачи с помощью технологии стабилизации и укрепления грунта. О методах полимерной стабилизации нам рассказал директор ООО «Полимеравтодор» Владимир Комолов.
– Владимир, от чего зависит качество дорог и как на качество влияет укрепление грунтов?
– Одна из фундаментальных причин низкого качества дорог – слабые грунты в основаниях. Прочность и устойчивость оснований определяются как природой грунтов естественного залегания, так и технологическими приемами устройства этих оснований. Основными приемами традиционно являются уплотнение и расклинка. Показатели прочности и устойчивости оснований очень важны. Высокая прочность основания позволяет увеличить срок межремонтной эксплуатации дороги. Устойчивость же основания напрямую влияет на ровность дорожного покрытия. Установлено, что при недостаточной устойчивости оснований, даже при хорошем уплотнении, высокая ровность быстро утрачивается. Технология стабилизации и укрепления грунтов позволяет достичь стабильных физико-механических показателей грунтов в основаниях, а также резко повысить их прочность и устойчивость. Хотя в ГОСТе и говорится лишь 
об укреплении грунтов и смесей, использование термина «стабилизация» вполне оправдано, так как комплекс технологических мероприятий, описываемый в ГОСТах и СП, приводит к получению в конструкции дорожной одежды не только укрепленного, но и стабильного по своим физико-механическим свойствам слоя.
– Может ли ваша компания выполнять работы в сложных инженерно-геологических условиях (например, в глубоких болотах, песках, лесах, переувлажненных глинистых грунтах, несвязных грунтах)?
– Свой опыт использования технологии стабилизации и укрепления грунтов мы отсчитываем с 2011 года. За это время мы укрепляли грунты в разных условиях. Это были заиленные крупнообломочные грунты в Имеретинской низменности при строительстве оснований под проезды и площадки в олимпийском Сочи, засоленные суглинки при строительстве технологических дорог в Новосибирской области. С переувлажненными и просадочными суглинками приходится сталкиваться повсеместно. Для работы со сложными грунтами данная технология и должна использоваться в первую очередь. Под укреплением грунтов из других местных материалов (отходов промышленности, малопрочных каменных материалов и др.) следует понимать совокупность мероприятий (внесение вяжущих и других веществ, последовательное выполнение всех предусмотренных технологических операций), обеспечивающих в конечном итоге коренное изменение свойств укрепляемых материалов с приданием им требуемой прочности, устойчивости, водо- и морозостойкости.
– Какие методы стабилизации грунта вы используете? В чем их преимущество?
– При стабилизации и укреплении грунтов на первый план выходит высокая дисциплина, выполнение всех производственных операций и точное соблюдение технологии на каждом этапе. Например, недостижение требуемого коэффициента уплотнения приводит к значительному снижению прочности и устойчивости укрепленных грунтов. То же самое происходит при несоблюдении требований ГОСТ 23558 и СП78.13330 по размеру фракции или влажности грунта перед уплотнением. Стабилизацию и укрепление грунтов можно производить с использованием как органических, так и неорганических вяжущих. При выборе методов стабилизации и укрепления грунтов мы отталкивались от того, что укрепление грунтов полимерцементными (неорганическими) композициями более технологично, чем органическими вяжущими (битумами). Грунты, укрепленные органическими вяжущими, обладают более сложной структурой, их уплотнение связано с большими трудностями и возможно лишь с применением специальных мер. Использование же при укреплении грунтов неорганических полимерцементных композиций требует значительно меньших материально-технических затрат как на само производство работ, так и последующий контроль качества на каждом этапе. Например, серия «Полидор» позволяет использовать для укрепления практически весь диапазон имеющихся грунтов.
До стабилизации
После стабилизации
– Зависит ли выбор стабилизатора от степени непригодности и типа грунта?
– Перечень непригодных для дорожного строительства грунтов хорошо известен и приводится во всех технических правилах. Технология стабилизации и укрепления грунта позволяет применять практически любые типы грунтов естественного залегания в соответствии с ГОСТ 23558. А вот подход к грунтам разный. Это в первую очередь зависит от видов активных добавок, которые используются совместно с неорганическими вяжущими. В своей работе мы применяем полимерцементные композиции на основе неорганических полимерных стабилизаторов грунтов «Полидор М1», «Полидор М2», «Полидор ПМ». В зависимости от физико-механических характеристик укрепляемого грунта (тип, состав, число пластичности, влажность, засоленность и т. п.), используем специально подобранную полимерцементную композицию, которая наилучшим образом подходит к данному грунту. Именно такой подход позволяет достичь высоких показателей прочности и устойчивости готовых оснований и покрытий, а главное, применять для строительства ранее непригодные грунты. Стабилизаторы серии «Полидор» для укрепления грунта помогают преобразовать грунт, исключая какую-либо тиксотропию в дальнейшем. Грунтовая смесь становится стабильной, значительно повышается прочность, резко снижается водонасыщение, увеличивается морозостойкость. «Полидор» позволяет регулировать сроки твердения грунтовой смеси, направлять процессы структурообразования при укреплении грунтов в нужную сторону. Действие данной полимерцементной композиции зависит от типа грунта, укрепление которого необходимо, поэтому точное количество компонента подбирается в заданных пределах в соответствии с типом грунта и техническим заданием.
– Есть ли у вас данные о физико-механических показателях грунтов до их стабилизации и после продолжительного периода эксплуатации (например, более года)?
– Знания о физико-механических показателях грунтов – основа нашей работы. Всегда перед началом работы на объекте мы проводим цикл лабораторных испытаний образцов, отобранных на объекте, с целью определения оптимальной рецептуры полимерцементной композиции. Естественно, в процессе работы после устройства каждого слоя дорожной одежды проверяем и модуль упругости, и прочность на сжатие. Также по возможности через год-два и более получаем данные о свойствах устроенных слоев. Укрепленные грунты остаются стабильными на протяжении длительного периода (до 4 лет) в любой дорожно-климатической зоне. Если поверх укрепленного слоя устроено покрытие, то характеристики слоя остаются практически неизменными. Если же из укрепленного слоя устраивалось покрытие переходного типа (например, из старой щебеночной дороги), то характеристики покрытия со временем подвержены изменениям. Степень этих изменений сильно зависит от дорожно-климатической зоны. В четвертой дорожно-климатической зоне изменений характеристик практически не наблюдается, в третьей наблюдаются незначительные изменения по модулю упругости в весенний период, во второй зоне на состояние и характеристики покрытия влияет правильность эксплуатации дороги. Вода – враг дороги, и для покрытий, устроенных из укрепленных грунтов, это утверждение в полной мере актуально. Необходимо тщательно устраивать водоотвод с поверхности покрытия. Контроль качества производимых работ по укреплению грунтов является крайне важным. Постоянного контроля требуют коэффициент уплотнения, оптимальная влажность, модуль упругости, ровность и другие. В своей работе мы стараемся перекрывать проектные параметры с большим запасом. Обычно коэффициент уплотнения в устраиваемых нами слоях не меньше 1, прочность оснований – не меньше 4 МПа вне зависимости от типа укрепляемого грунта.
Перемешивание цемента, вяжущего и грунта
– Какую используете технику, стабилизаторы (отечественного или импортного производства) при выполнении работ?
– Как уже говорил, в своей работе мы используем отечественные стабилизаторы серии «Полидор»: для грунтов с числом пластичности менее 12 – «Полидор М1», более 12 – «Полидор М2». Применение стабилизатора «Полидор ПМ» позволяет не только производить работы при температуре до –5 градусов, но и обеспечить необходимый набор прочности в устраиваемом слое дорожной одежды. Это касается как укрепления земляного полотна, так и устройства слоев оснований. Стабилизаторы серии «Полидор» и технология их применения запатентованы. Используя их в составе полимер-цементной композиции, мы добиваемся требуемых значений прочности укрепленного грунта. Супеси и суглинки, укрепленные композицией «Полидор М1 + цемент» ( 4–5 % по массе грунта), дают значения от 5,5 МПа, а прочность на изгиб – от 3 МПа. ПГС, ЩПС и другие грунты с числом пластичности менее 12 после укрепления композицией «Полидор М2 + цемент» (4–8 % по массе) показывают значения прочности свыше 10 МПа и, в зависимости от типа инертного материала, могут иметь значения 15–19 МПа. При этом морозное пучение составляет 0,1 % по объему. Таким образом, укрепленные «Полидор М2» грунты могут использоваться и как покрытия для дорог IV–V категорий.
Для производства работ мы используем навесной ресайклер (фрезу-стабилизатор) итальянской фирмы FAE. Навесная фреза позволяет обеспечить высокую маневренность и устроить площадки и проезды в стесненных условиях, даже внутри закрытых стенами площадок, таких как гаражные боксы или склады. Также навесной ресайклер гарантированно обеспечивает гранулометрию любого грунта перед укреплением в соответствии с требованиями ГОСТ 23558. Возникают ли сложности при эксплуатации техники (закупочная стоимость, ремонт, наличие запчастей, квалифицированных машинистов)? Сложностей с эксплуатаций навесного ресайклера на порядок или два меньше, нежели в случае с самоходным ресайклером, не говоря уже о стоимости запасных частей, которые в разы дешевле. Немаловажным фактором является уровень потребления ГСМ. Навесной ресайклер при полной нагрузке потребляет до 50 литров в восьмичасовую смену против 100 литров в час у самоходного ресайклера.
Зубья — новый и после 40000 кв.м.
– Актуализированы ли нормативные документы, на которые вы опираетесь?
– Основными нормативными документами являются ГОСТ 23558-94, СП 34.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 2.05.02), СП 78.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 3.06.03), ОДН 218.1.004-2011, стандарты нашей организации.
– Какие объекты вами реализованы с помощью данной технологии?
– С использованием технологии стабилизации и укрепления грунтов нашей организацией построены дороги и площадки складского комплекса «Глория Джинс» в промышленно-логистическом парке Новосибирской области, дороги с твердым покрытием в АО «Доронинское» этой же области, площадка с покрытием для легковых и грузовых автомобилей в Имеретинском порту Сочи и многие другие.
– Возникали ли трудности, связанные с проектной документацией, при выполнении работ по стабилизации грунтов?
– С разработкой проектной документации трудности возникают. Проектные организации зачастую незнакомы с технологией и весьма консервативно относятся к ее введению в проект. Но есть и обратные примеры, когда проектировщики подходят гибко и, оперативно изучив вопрос в полной мере, используют все преимущества технологии в проектных решениях.
