3722

производить ремонт скола кромки плиты без дополнительного механического крепления для угла наклона контактной зоны не более 50 .ͦ

Рис. 12. Зависимость изменения предельного значения адгезии от угла наклона контактной зоны

Выводы. Размер ремонтного участка в плане не оказывает значительного влияния на НДС восстановленной конструкции. Напряженное состояние отремонтированного участка определяется толщиной ремонтной вставки h1, углом наклона контактной зоны β и адгезионными свойствами ремонтного материала. Максимальные напряжения возникают на поверхности отремонтированного участка в месте приложения нагрузки и сохраняются на глубину до 35 мм. На удалении 40 см от границы приложения нагрузки напряжения не зависят от наличия или отсутствия трещины. Образование трещины на границе материалов характеризуется ростом разницы напряжений, возникающих в бетонной плите и ремонтном материале. Полученные предельные допустимые значения адгезии в зависимости от угла наклона контактной зоны и глубины дефектного участка позволяют сформировать требования к ремонтным материалам и способу ремонта.

Библиографический список

1.Авдеев, В. Н. Анализ причин возникновения дефектов жестких аэродромных покрытий / В. Н. Авдеев, А. И. Дон, В. Д. Садовой // Проектирование и эксплуатация аэропортов: тр. ГОС НИИ ГА. — М., 1979. — Вып. 187. — С. 11—18.

2.Апестина, В. П. Состояние и перспективы решения проблемы долговечности аэродромных покры-

тий / В. П. Апестина, А. П. Виноградов, О. Н. Троицкий // Проектирование и эксплуатация аэропортов: тр. ГОС НИИ ГА. — М., 1979. — Вып. 187. — С. 3—9.

3.Богачев, Н. В. Исследование несущей способности и напряженного состояния жестких двухслойных аэродромных покрытий / Н. В. Богачев // Актуальные вопросы проектирования, строительства и эксплуатация зданий, сооружений аэропортов: сб. тр., посвященный 80-летию ФГУП ГПИ и НИИ ГА. — М.: Светлица, 2014. — С. 42—47.

4.Васильев, Н. Б. Современных подход к конструированию аэродромных цементобетонных покрытий/ Н. Б. Васильев, В. Н. Бойко, С. А. Усанов // Аэропорты. Прогрессивные технологии. — 2007. — № 2. — С. 16—18.

5.Виноградов, А. П. Продление эксплуатационного ресурса покрытий автомобильных дорог и аэродромов / А. П. Виноградов, В. Н. Иванов, Козлов Г. Н. — М.: Ирмаст-Холдинг, 2001. — 170 с.

6.Вторушин, В. Н. Учет долгосрочных изменений климата при проектировании и строительстве аэродромов / В. Н. Вторушин // Актуальные вопросы проектирования, строительства и эксплуатация зданий, сооружений аэропортов: сб. тр., посвященный80-летиюФГУПГПИ и НИИГА. — М.: Светлица, 2014. — С. 59—64.

7.Глушков, Г. И. Жесткие покрытия аэродромов и автомобильных дорого / Г. И. Глушков, В. Ф. Бобков, И. А. Медников. — М.: Транспорт, 1987. — 192 с.

8.Кульчицкий, В. А. Аэродромные покрытия. Современный взгляд / В. А. Кульчицкий, Н. Б. Васильев, В. А. Макагонов. — М.: Физматлит, 2002. — 528 с.

9. Лещицкая, Т. П. Современные методы ремонта аэродромных покрытий / Т. П. Лещицкая, В. А. Попов. — М.: МАДИ (ГТУ), 1999. — 131 с.

31

Научный журнал строительства и архитектуры

10.Макагонов, А. В. Долговечность цементобетонных аэродромных покрытий / А. В. Макагонов, В. П. Обледов, В. А. Макагонов // Аэропорты. Прогрессивные технологии. — 2008. — № 2. — С 16—20.

11.Мамонтов, Б. П. Разработка эксплуатационных регламентов — путь к увеличению сроков службы аэродромных покрытий / Б. П. Мамонтов // Аэропорты. Прогрессивные технологии. — 2002. — №3. — С 17—18.

12.Подольский, В. П. Теоретические основы расчета напряженно-деформированного состояния отремонтированного аэродромного покрытия / В. П. Подольский, А. Н. Попов, Е. В. Макаров // Научный журнал строительства и архитектуры. — 2018. — № 1 (49). — С. 99—109.

13.Смирнов, Э. Н. Диагностика повреждений аэродромных покрытий / Э. Н. Смирнов, В. С. Соколов, Г. Я. Ключников. — М.: Транспорт, 1978. — 238 с.

14.Суладзе, М. Д. Исследование деформаций жестких покрытий дорог и аэродромов при наличии в их конструкции ремонтных вставок / М. Д. Суладзе // Промышленное и гражданское строительство. — 2015. —

№5. — С. 60—64.

15.Федулов, В. К. Исследование влияния ремонтных вставок на изменение напряженного состояния жестких искусственных покрытий дорог и аэродромов / В. К. Федулов, Л. Ю. Артемова, М. Д. Суладзе // Промышленное и гражданское строительство. — 2015. — №2. — С. 59—62.

16.Федулов, В. К. О нарушении контакта между слоями двухслойного покрытия / В. К. Федулов // Аэропорты. Прогрессивные технологии. — 2014. — № 1. — С. 58—60.

17.Bresler, B. Strength of Concrete Under Combined Stresses / B. Bresler, K. S. Pister // ACI Journal. — 1958. — V. 551, № 9. — P. 321—345.

18.Darwin, D. Nonlinear Biaxial Stress-Strain Low for Concrete / D. Darwin, D. A. Pecknold // J. Eng. Mech. Div. ASCE. — 1977. — V. 103. — P. 229—241.

19.Dei Poli S. Present State of Somebasic Researchers on Concrete: The behavior Until Failure, Under Multiaxial Stresses / S. Dei Poli // J. Ital. Cem. — 1980. — V. 50. — P. 633—658.

20.Kotsovos, M. D. A Mathematical Description of the Strength Proporties of Concrete Under Generalized Stress / M. D. Kotsovos // Mag. Concrete Res. — 1979. — V. 31, № 108. — P. 151—158.

21.Popovics, S. A. Review of Stress-Strain Relationship for Concrete / S. A. Popovics // ACI Journal. — 1970. — V. 67, № 9. — P. 243—248.

References

1.Avdeev, V. N. Analiz prichin vozniknoveniya defektov zhestkikh aerodromnykh pokrytii / V. N. Avdeev, A. I. Don, V. D. Sadovoi // Proektirovanie i ekspluatatsiya aeroportov: tr. GOS NII GA. — M., 1979. — Vyp. 187. — S. 11—18.

2. Apestina, V. P. Sostoyanie i perspektivy resheniya problemy dolgovechnosti aerodromnykh pokrytii / V. P. Apestina, A. P. Vinogradov, O. N. Troitskii // Proektirovanie i ekspluatatsiya aeroportov: tr. GOS NII GA. — M., 1979. — Vyp. 187. — S. 3—9.

3. Bogachev, N. V. Issledovanie nesushchei sposobnosti i napryazhennogo sostoyaniya zhestkikh dvukhsloinykh aerodromnykh pokrytii / N. V. Bogachev // Aktual'nye voprosy proektirovaniya, stroitel'stva i ekspluatatsiya zdanii, sooruzhenii aeroportov: sb. tr., posvyashchennyi 80-letiyu FGUP GPI i NII GA. — M.: Svetlitsa, 2014. — S. 42—47.

4. Vasil'ev, N. B. Sovremennykh podkhod k konstruirovaniyu aerodromnykh tsementobetonnykh pokrytii/ N. B. Vasil'ev, V. N. Boiko, S. A. Usanov // Aeroporty. Progressivnye tekhnologii. — 2007. — № 2. — S. 16—18.

5. Vinogradov, A. P. Prodlenie ekspluatatsionnogo resursa pokrytii avtomobil'nykh dorog i aerodromov / A. P. Vinogradov, V. N. Ivanov, Kozlov G. N. — M.: Irmast-Kholding, 2001. — 170 s.

6.Vtorushin, V. N. Uchet dolgosrochnykh izmenenii klimata pri proektirovanii i stroitel'stve aerodromov /

V. N. Vtorushin // Aktual'nye voprosy proektirovaniya, stroitel'stva i ekspluatatsiya zdanii, sooruzhenii aeroportov: sb. tr., posvyashchennyi 80-letiyu FGUP GPI i NII GA. — M.: Svetlitsa, 2014. — S. 59—64.

7.Glushkov, G. I. Zhestkie pokrytiya aerodromov i avtomobil'nykh dorogo / G. I. Glushkov, V. F. Bobkov, I. A. Mednikov. — M.: Transport, 1987. — 192 s.

V.A. Popov. — M.: MADI (GTU), 1999. — 131 s.

10.Makagonov, A. V. Dolgovechnost' tsementobetonnykh aerodromnykh pokrytii / A. V. Makagonov,

V.P. Obledov, V. A. Makagonov // Aeroporty. Progressivnye tekhnologii. — 2008. — № 2. — S 16—20.

11.Mamontov, B. P. Razrabotka ekspluatatsionnykh reglamentov — put' k uvelicheniyu srokov sluzhby aerodromnykh pokrytii / B. P. Mamontov // Aeroporty. Progressivnye tekhnologii. — 2002. — № 3. — S 17—18.

12.Podol'skii, V. P. Teoreticheskie osnovy rascheta napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya otremontirovannogo aerodromnogo pokrytiya / V. P. Podol'skii, A. N. Popov, E. V. Makarov // Nauchnyi zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. — 2018. — № 1 (49). — S. 99—109.

32

13. Smirnov, E. N. Diagnostika povrezhdenii aerodromnykh pokrytii / E. N. Smirnov, V. S. Sokolov,

G.Ya. Klyuchnikov. — M.: Transport, 1978. — 238 s.

14.Suladze, M. D. Issledovanie deformatsii zhestkikh pokrytii dorog i aerodromov pri nalichii v ikh konstruktsii remontnykh vstavok / M. D. Suladze // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2015. — № 5. — S. 60—64.

15.Fedulov, V. K. Issledovanie vliyaniya remontnykh vstavok na izmenenie napryazhennogo sostoyaniya zhestkikh iskusstvennykh pokrytii dorog i aerodromov / V. K. Fedulov, L. Yu. Artemova, M. D. Suladze // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2015. — №2. — S. 59—62.

16.Fedulov, V. K. O narushenii kontakta mezhdu sloyami dvukhsloinogo pokrytiya / V. K. Fedulov // Aeroporty. Progressivnye tekhnologii. — 2014. — № 1. — S. 58—60.

17.Bresler, B. Strength of Concrete Under Combined Stresses / B. Bresler, K. S. Pister // ACI Journal. — 1958. — V. 551, № 9. — P. 321—345.

18.Darwin, D. Nonlinear Biaxial Stress-Strain Low for Concrete / D. Darwin, D. A. Pecknold // J. Eng. Mech. Div. ASCE. — 1977. — V. 103. — P. 229—241.

19.Dei Poli S. Present State of Somebasic Researchers on Concrete: The behavior Until Failure, Under Multiaxial Stresses / S. Dei Poli // J. Ital. Cem. — 1980. — V. 50. — P. 633—658.

20.Kotsovos, M. D. A Mathematical Description of the Strength Proporties of Concrete Under Generalized Stress / M. D. Kotsovos // Mag. Concrete Res. — 1979. — V. 31, № 108. — P. 151—158.

21.Popovics, S. A. Review of Stress-Strain Relationship for Concrete / S. A. Popovics // ACI Journal. — 1970. — V. 67, № 9. — P. 243—248.

DEPENDENCE OF THE STRESS-STRAIN OF REPAIRED AREAS OF AN AIRFIELD PLATE ON THE GEOMETRICAL PARAMETERS

OF A DEFECTIVE AREA AND CHARACTERISTICS OF A REPAIRING MATERIAL

Vl. P. Podol'skii1, A. N. Popov2, E. V. Makarov3

Voronezh State Technical University 1

Russia, Voronezh

Military Educational and Scientific Center of the Air Force

«Air Force Academy Named after Professor N. Ye. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin» 2, 3 Russia, Voronezh

1D. Sc. in Engineering, Prof., Head of the Dept. of Construction and Operation of Highways, tel.: (473)236-18-89, e-mail: ecodor@bk.ru

2PhD in Engineering., Assoc. Prof., Head of the Dept. of Engineering and Airfield Support, tel.: +7-919-243-32-17, e-mail: popalni@mail.ru

3PhD student of the Dept. of Engineering and Airfield Support, tel.: +7-910-349-67-79, e-mail: e.vmakarov@yandex.ru

Statement of the problem. To analyze the changes in the stress-strain of the restored areas of an airfield surfacing, which is under the influence of a wheel load, depending on the geometrical parameters of a defective section and adhesion of repairing structures, according to theresults of numerical simulation.

Results. The dependence of normal stresses of the patched repair of the defective part of the airfield plate on the adhesion of a repairing material, the thickness of a repairing material and the geometric dimensions in the plan are investigated. The influence of the angle of inclination of the contact zone, the length of the cleavage and the adhesive properties of the repair material on the shear stresses arising in a repaired spalling under the influence of a mechanical load are analyzed. The stress distribution in the case of cracking and the joint work of the plate and a repairing material are obtained.

Conclusions. It has been established that the main influence on the change in the stress-strain of a repaired airfield plate is exerted bythe thickness of the repair insert, the angle of inclination of the chip and the adhesion value of a repairing material. The minimum admissible values of the adhesion of a repairing material for a particular load and modulus of elasticityare determined depending on the thickness of a repairing insertion and the angle of inclination of the contact zone of a spalling angle.

Keywords: rigid airfield surfacing, stresses, patching, spalling, adhesion of a repairing material.

33

Научный журнал строительства и архитектуры

DOI 10.25987/VSTU.2018.52.4.003

УДК 625.7/.8

ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА И УКРЕПЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СООРУЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИУРЕТАНОВОГО СОСТАВА

А. А. Задирака1, Н. Е. Кокодеева2, А. В. Кочетков3

1Аспирант кафедры транспортного строительства, тел.: +7-927-629-13-06, e-mail: alex.zadiraka@mail.ru

2Д-р тех. наук, доц., зав. кафедрой транспортного строительства,

директор Института энергетики и транспортных систем, тел.: +7-937-245-80-89, e-mail: kokodeewa@mail.ru 3 Д-р тех. наук, проф. кафедры автомобилей и технологических машин, тел.: +7-906-306-95-53,

e-mail: soni.81@mail.ru

Постановка задачи. Рассматривается разработанная авторами технология укрепления откосов насыпей и выемок, конусов мостов и путепроводов на основе полиуретанового состава. Результаты. Подробно исследована технология устройства и укрепления элементов транспортных сооружений, основанных на применении полиуретанового состава. Исследованы свойства полиуретанового состава. Рассмотрены преимущества использования данного состава.

Выводы. Данная технология обладает простотой применения и невысокой стоимостью используемых материалов. Конструкция имеет вид целостной системы, которая повышает межремонтные сроки эксплуатации и надежность откосов и выемок автомобильных дорог и конусов мостов и путепроводов.

Ключевые слова: полиуретановый состав, технология укрепления, полиол, изоцианат, проливка вяжущего, укрепление откосов.

Введение. В результате длительного воздействия ливневых и талых вод происходит разрушение конструкции откосов насыпи транспортных сооружений. Это приводит к образованию подмывов, размывов и оползней. Важным мероприятием для обеспечения устойчивости земляного полотна, подходных насыпей к мостовым сооружениям и насыпей регуляционных сооружений является укрепление откосов, которое защищает их от размыва атмосферными осадками, воздействия ветровых и фильтрующих волн [5, 18].

Важнейшей задачей, стоящей перед дорожной отраслью, является эффективное повышение транспортно-эксплуатационных показателей оснований и (или) покрытий транспортных сооружений, одним из которых является прочность конструкций, зависящая от интенсивности эксплуатации конструкции под воздействием транспортных средств [14].

В данной статье рассмотрена технология устройства и укрепления транспортного сооружения на основе полиуретанового состава. Полиуретановый состав — это материал в виде двухкомпонентной полиуретановой системы, полученной путем смешивания смолы и отвердителя. В результате смешивания образуется смесь, скрепляющая и прочно связывающая материалы (щебень), образуя прочную каркасную структуру [15—19].

1. Технология на основе полиуретанового состава. Для повышения транспортно-

эксплуатационных показателей транспортных сооружений используют различные технологии пропитки оснований и покрытий связующим составом (вяжущим).

© Задирака А. А., Кокодеева Н. Е., Кочетков А. В., 2018

34

Предлагаемая разработка основана на использовании физико-химических и механических свойств полиуретановых композиций.

В качестве транспортных сооружений могут быть изучены автомобильные дороги, откосы, обочины, конусы мостов, аэродромы, промышленные и строительные площадки, водоотводные канавы, береговые линии, русла водоемов и т. п.

Известно, что транспортное сооружение представляет собой многослойную искусственную систему, воспринимающую многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов. Конструкция транспортного сооружения состоит из следующих элементов: покрытие, основание и дополнительные слои.

Результатом разработки является возможность обеспечения повышения несущей способности укрепляемых грунтов (в зависимости от вида грунта и типа сооружений), а также уменьшение вероятности невыполнения требуемого срока службы возводимых сооружений и устраиваемых конструкций.

На основе разработанного полиуретанового состава предлагается технология устройства конструкции оснований и (или) покрытий транспортных сооружений. Данная технология включает формирование на укрепляемом полотне слоя из зерновых элементов. Затем вводят

вслой из зерновых элементов вяжущее путем проливки вяжущего дискретными несвязанными струями под действием силы тяжести последовательно сверху вниз. Данный способ проливки вяжущего приводит к образованию каркасной структуры. Данная структура образуется путем обволакивания оболочкой из вяжущего зерновых элементов и формирования вертикальных нитей из вяжущего в пустотах между контактирующими друг с другом оболочками, последующего отверждения и усадки вяжущего каркасной структуры. В качестве вяжущего используют полиуретановую реакционную смесь, содержащую 57—63 % базового вещества на основе полиола, 37—43 % отверждающего компонента на основе изоционата и 0,001—5,0 % порошкового дисперсного наполнителя.

Согласно разработанной технологии, конструкцию оснований и (или) покрытий транспортных сооружений получают следующим образом:

1)происходит распределение и уплотнение слоя фракционированных зерновых элементов на укрепляемом полотне;

2)проливаетсянаслойиззерновыхэлементовподготовленноежидкоевяжущееиземкости;

3)происходит оптимизация расхода вяжущего по критерию полного покрытия верхних частей зернового элемента вяжущим в процессе проливки;

4)осуществляется выдержка вяжущего в течение 1 часа для его отверждения и усадки. Глубина проливки и расход вяжущего определяются эмпирически. Глубина проливки —

взависимости от толщины конструкции основания и (или) покрытия или в соответствии с техническим заданием. Расход вяжущего зависит от глубины проливки, фракций и микрошероховатости зерновых элементов.

При использовании в конструкции основания и (или) покрытия транспортных сооружений дополнительного слоя зернового элемента с более мелкой фракцией последовательно укладывают основной слой из зернового элемента более крупной фракции, на него распределяют дополнительный слой зернового элемента более мелкой фракции, затем также проливают вяжущим.

Разработанная конструкция оснований и (или) покрытий транспортных сооружений и технология их устройства могут быть использованы для укрепления жестких почв, таких как грунт (вечномерзлый грунт, лед на реке), и слабых оснований (торфа, болотных грунтов, влажного песка, среды «грунт — жидкость»). При этом конструкция оснований и (или) покрытий транспортных сооружений может быть выполнена в виде каркасной структуры, содержащей зерновой элемент и вяжущее в виде полиуретановой реакционной смеси.

Для поверхностного и структурного укрепления оснований и (или) покрытий транспортных сооружений каркасная структура выполнена в виде оболочки отвержденного вяжу-

35

Научный журнал строительства и архитектуры

щего на зерновом элементе, вертикальных нитей отвержденного вяжущего, исходящих из нижней точки зерновых элементов, а также пустот, образованных в области точечных соединений мест контакта оболочек друг с другом.

При этом образование взаимосвязанных пустот обусловливает водо- и воздухопроницаемые свойства оснований и покрытий транспортного сооружения. Выполнение каркасной структуры из отвержденного вяжущего дает возможность получить стабильную геометрическую и прочностную однородность конструкции, но только за счет свойств вяжущего. Это объясняется тем, что вяжущее, обволакивая оболочкой каждый зерновой элемент, образует прочные связи в точечных соединениях мест контакта оболочек друг с другом и исключает контакт зерновых элементов между собой. Это обусловливает независимость адгезионных свойств каркасной структуры от вариативности кислотно-щелочных показателей зерновых элементов.

Образование взаимосвязанных пустот не уплотняет и не закупоривает землю под ней, что способствует отводу поверхностных вод в горизонты грунтовых вод, осушению поверхности основания за счет свободной циркуляции воздуха в нем. Это придает конструкции дренирующие свойства, обеспечивая повышение несущей способности транспортного сооружения.

Каркасная структура основания транспортного сооружения содержит оболочки из отвержденного вяжущего, полностью и (или) частично обволакивающие зерновые элементы. При этом для надежного удержания при частичном обволакивании зернового элемента оболочкой относительная площадь оболочки должна составлять более 50 % площади зернового элемента.

Каркасная структура основания транспортного сооружения содержит технологические пустоты между одной оболочкой и зерновым элементом, образуемые при стекании вяжущего с зернового элемента. Эти технологические пустоты являются средством выравнивания давления, вызываемого наличием влаги в порах зернового элемента. В зимний период они предотвращают разрывы оболочки, вызванные расширением льда, а в летний период превращение влаги в парообразное состояние.

Использование в качестве вяжущего материала полиуретанового композиционного состава позволяет при отверждении образовывать в пространстве между зерновыми элементами гибкие упругие нити, а в местах соприкосновения оболочек зернового элемента прочные и долговечные связи. Полиуретановые композиции обладают высокой гидролитической устойчивостью, стойкостью к воздействиям внешней среды в различных климатических зонах, морозостойкостью и хорошей совместимостью с различными видами фракционных наполнителей, таких как щебень, гравий и т. д.

Для целей укрепления основания и (или) покрытия конструкции транспортных сооружений наиболее целесообразно использовать вяжущий материал на основе двухкомпонентной полиуретановой системы. Двухкомпонентная полиуретановая система имеет хорошую совместимость с различными видами фракционных наполнителей (щебнем, гравием) (по ГОСТ 7392-2002). Вяжущее может быть модифицировано в соответствии со специальными требованиями. Все материалы для данной двухкомпонентной полиуретановой системы производятся в России, что решает проблему импорта и высокой стоимости материалов.

В зависимости от различных условий применения (температуры, влажности) оптимальные вязкость и скорость полимеризации связующего позволяют равномерно обволакивать частицы наполнителя и образовывать в местах их соприкосновения прочные и долговечные «клеевые мостики».

Может использоваться однокомпонентный полиуретановый состав, вязкость которого регулируется минеральным наполнителем.

Выполнение каркасной структуры из отвержденного вяжущего за счет исключения контакта зерновых элементов между собой дает возможность использования различных материалов в качестве зернового элемента каркасной структуры основания и (или) покрытия

36

транспортных сооружений, что расширяет функциональные возможности использования конструкции при возведении различных транспортных сооружений. В качестве зернового элемента используют фракционированные щебень, гравий, камень, отсев, искусственный щебень, фракционированный вторичный бой (продукт дробления и просеивания) строительных материалов. При этом размер зернового элемента каркасной структуры основания и (или) покрытия транспортного сооружения составляет 5—120 мм.

Конструкция транспортного сооружения может содержать дополнительный верхний слой зерновых элементов с более мелкой фракцией или их отсев, при этом размер зерновых элементов дополнительного слоя составляет 5—15 мм. Это позволяет использовать зерновые элементы средних и мелких фракций, а также удешевлять конструкцию и снижать трудоемкость работ по укреплению покрытий грунтовых поверхностей за счет использования более широкого диапазона фракций зерновых элементов и возможности засыпки простым инструментом.

Сверху, на укрепленной полимерным вяжущим конструкции, может быть уложен слой асфальтового или бетонного покрытия.

Полиуретан может применяться при ремонте и устройстве щебеночных противоэрозионных конструкций из твердых и мягких горных пород на автомобильных дорогах, а также при решении прочих задач, связанных с необходимостью укрепления насыпных сооружений из щебня и гравия различного гранулометрического состава.

Система полимеризуется (отверждается) под воздействием естественной влажности при контакте с воздухом. Соответственно ее хранение должно осуществляться в герметичных, плотно закрытых контейнерах. Технологический период использования системы составляет 20 мин [1].

2. Полиуретановое вяжущее, применяемое в технологии для устройства и укреп-

ления транспортного сооружения. Как известно, полиуретан — это материал класса гетероцепных полимеров, макромолекула которых содержит незамещенную и (или) замещенную уретановую группу.

Полиуретан состоит из изоцианата и полиола, которые получают из сырой нефти. При смешивании двух готовых к переработке жидких компонентов, которые содержат различные вспомогательные средства, образуется реакционно-способная смесь. В зависимости от рецептуры можно отрегулировать спектр свойств образующегося полиуретана и получить жесткий, мягкий, интегральный, ячеистый (вспененный) или монолитный материал, который не склонен к старению, обладает низкой температурой стеклования и высоким уровнем стойкости к различным воздействиям окружающей среды. Полиуретан стоек к абразивному износу, обладает устойчивостью к большинству органических растворителей, ультрафиолетовому излучению и морской воде. Преимуществом полиуретанов является то, что их эластичность (твердость) программируется, то есть может широко изменяться в зависимости от пропорций используемых частей. Полиуретаны бывают одно-, двух- и трехкомпонентными.

Усадка полиуретановых стандартных образцов обладает исключительными технологическими характеристиками.

Изделия из полиуретана отлично переносят резкие атмосферные изменения, ударопрочны, долговечны в промышленной эксплуатации и обладают свойствами, которые недостижимы для обычных резин [13]:

эластичностью (относительное удлинение при разрыве в 2раза больше, чем урезины);

низкой истираемостью (условная износостойкость в 3 раза выше, чем у резины);

высокой прочностью (превышает прочность резины в 2,5 раза);

высоким сопротивлением раздиру и многократным деформациям;

возможностью работы при высоком давлении (до 105 МПа);

кислотостойкостью и стойкостью ко многим растворителям;

повышенной твердостью (до 98 единиц Шора);

37

Научный журнал строительства и архитектуры

работоспособностью в температурном интервале от −50 до +80 °С (при введении);

стойкостью к микроорганизмам и плесени;

вибростойкостью и маслобензостойкостью;

упругостью при низких температурах;

высокими диэлектрическими свойствами;

озоностойкостью;

водостойкостью.

Выводы

1.Разработана технология укрепления откосов насыпей и выемок, конусов мостов и путепроводов на основе полиуретанового состава. Простота использования данной технологии позволяет применять небольшой штат специалистов (1—2 человека) и не требует большого количества специализированной техники. Данная технология обладает экономичностью вследствие большого срока эксплуатации (12 лет). Конструкция не требует больших материальных затрат при ремонте.

2.Настоящая разработка направлена на укрепление оснований и (или) покрытий транспортных сооружений, повышение сдвигоустойчивости, предотвращение миграции отдельных зерновых элементов по причинам различной природы, повышение несущей способности транспортных сооружений, расширение функциональных возможностей использования различных строительных материалов и может быть рекомендована для применения при строительстве, реконструкции, капитальном и текущем ремонте транспортного сооружения.

Библиографический список

1.Беляцкий, В. Н. Особенности отверждения полигомерных продуктов из отходов полиуретанов и их применение на практике / В. Н. Беляцкий, Ю. М. Кривогуз // Наука и техника. — 2012. — № 2. — С. 68—70.

2.Задирака, А. А. Преимущества применения полиуретановых композитных составов при укреплении откосов насыпей и выемок в дорожном строительстве / А. А. Задирака // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2017. — № 9. — С. 25—29.

3.Задирака, А. А. Ремонт щебеночных конструкций на откосах автомобильных дорог с применением современных материалов [Электронный ресурс] / А. А. Задирака // Техническое регулирование в транспортном строительстве. — 2017. — № 2 (22). — Режим доступа: http://trts.esrae.ru/41-247.

4.Задирака, А. А. Физико-механические показатели и свойства полиуретана и применение полиуретановых изделий, увеличивающие надежность транспортных сооружений в процессе эксплуатации [Электронный ресурс] / А. А. Задирака, Н. Е. Кокодеева, Е. С. Бондарь // Техническое регулирование в транспортном строительстве. — 2017. — № 6 (26). — Режим доступа: http://trts.esrae.ru/46-335.

5.Задирака, А. А. Применение полиуретановых композитных составов для устройства оснований и/или покрытий транспортных сооружений / А. А. Задирака // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2017. — № 4. — С. 72—75.

6.Кокодеева, Н. Е. Конструкция покрытия транспортного сооружения: пат. РФ № 155397 / Н. Е. Кокодеева, А. В. Кочетков, В. Ю. Леонтьев. — Бюл. № 27 — 19.01.2015.

7.Кокодеева, Н. Е. Способ устройства конструкции основания и/или покрытия транспортного сооружения: пат. РФ № 2593506 / Н. Е. Кокодеева, А. В. Кочетков, В. Ю. Леонтьев. — Бюл. № 22 — 10.08.2016.

8.Леонтьев, В. Ю. Методика расчета угла осыпания склонов методом излишних фигур при проектировании защитных щебеночно-полиуретановых слоев [Электронный ресурс] / В. Ю. Леонтьев, А. В. Кочетков, Л. В. Янковский [и др.] // Дороги и мосты. — 2016 — № 2. — Режим доступа: http://rosdornii.ru/files/dorogi-i- mosti/36/4.pdf.

9.Леонтьев, В. Ю. Методы ремонта щебеночных конструкций, армированных объемными георешетками на конусах мостовых сооружений и откосах автомобильных дорог / В. Ю. Леонтьев, Н. Е. Кокодеева // Дороги. Инновации в строительстве. — 2015. — № 43. — С. 74—78.

10.Леонтьев, В. Ю. Полиуретановые покрытия / В. Ю. Леонтьев // Автомобильные дороги. — 2016. —

№5. — С. 78—83.

11.Леонтьев, В. Ю. Применение вяжущего материала на основе полиуретана для укрепления и ремонта защитных покрытий транспортных сооружений / В. Ю. Леонтьев // Транспортное строительство. — 2016. —

№1. — С. 7—10.

12. Леонтьев, В. Ю. Применение полиуретанового вяжущего в транспортном строительстве / В. Ю. Леонтьев, А. В. Кочетков, Н. Е. Кокодеева, А. А. Задирака — 1-е изд. — Саратов: РАТА, 2017. — 240 с.

38

13.Леонтьев, В. Ю. Укрепление откосов земляных сооружений. Вяжущий материал на основе двухкомпонентной полиуретановой системы ДОРОЛИТ / В. Ю. Леонтьев // Новые технологии в строительстве. — 2016. — № 1. — С. 14—31.

14.СТО 88902325-01. Материал вяжущий на основе полиуретана для автомобильных дорог. Технические условия / А. В. Кочетков, В. Ю. Леонтьев [и др.]. — М.: АО «ОргсинтезРесурс», 2014. — 23 с.

15.Hoffmann, A. Method for Producing Mineral-Bearing Cover Layers for Floor Coverings / A. Hoffmann, H. Ebert, B. Klesczewski: German Patent, no. EP2007/000234, 2012.

16.Hoffmann, A. Process for the Production of Ballast / A. Hoffmann, E. Torsten, M. Udo, W. Hans-Guido, T. Kleiner, R. Busch: German Patent, no. US9297121B2, 2014.

17.Mohmeyer, N. German PatentWO2009037205A1 Process for the Production of Ballast / N. Mohmeyer, O. Reese, A. Eisenhardt, M. Leberfinger, H. Mohmeyer: German Patent, no. EP2008/062180, 2009.

18.Moisture-Curing Pavement Material: Japanese Patent, no. JP2001000318045, 2003.

19.Opferkuch, R. Method of Manufacturing Water Permeable Surface from Mineral Aggregate Bonded with Organic Adhesive / R. Opferkuch, R. Hartenburg, S. Heinz: German Patent, no. DE19733588A, 1999.

References

1.Belyatskii, V. N. Osobennosti otverzhdeniya poligomernykh produktov iz otkhodov poliuretanov i ikh primenenie na praktike / V. N. Belyatskii, Yu. M. Krivoguz // Nauka i tekhnika. — 2012. — № 2. — S. 68—70.

2.Zadiraka, A. A. Preimushchestva primeneniya poliuretanovykh kompozitnykh sostavov pri ukreplenii otkosov nasypei i vyemok v dorozhnom stroitel'stve / A. A. Zadiraka // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shukhova. — 2017. — № 9. — S. 25—29.

3.Zadiraka, A. A. Remont shchebenochnykh konstruktsii na otkosakh avtomobil'nykh dorog s primeneniem sovremennykh materialov / A. A. Zadiraka // Tekhnicheskoe regulirovanie v transportnom stroitel'stve. — 2017. —

№2 (22). — Available at: http://trts.esrae.ru/41-247.

4.Zadiraka, A. A. Fiziko-mekhanicheskie pokazateli i svoistva poliuretana i primenenie poliuretanovykh

izdelii, uvelichivayushchie nadezhnost' transportnykh sooruzhenii v protsesse ekspluatatsii / A. A. Zadiraka, N. E. Kokodeeva, E. S. Bondar' // Tekhnicheskoe regulirovanie v transportnom stroitel'stve. — 2017. — № 6 (26). — Available at: http://trts.esrae.ru/46-335.

5.Zadiraka, A. A. Primenenie poliuretanovykh kompozitnykh sostavov dlya ustroistva osnovanii i/ili pokrytii transportnykh sooruzhenii / A. A. Zadiraka // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shukhova. — 2017. — № 4. — S. 72—75.

6.Kokodeeva, N. E. Konstruktsiya pokrytiya transportnogo sooruzheniya: pat. RF № 155397 /

N.E. Kokodeeva, A. V. Kochetkov, V. Yu. Leont'ev. — Byul. № 27. — 19.01.2015.

7.Kokodeeva, N. E. Sposob ustroistva konstruktsii osnovaniya i/ili pokrytiya transportnogo sooruzheniya: pat. RF № 2593506 / N. E. Kokodeeva, A. V. Kochetkov, V. Yu. Leont'ev. — Byul. № 22 — 10.08.2016.

8.Leont'ev, V. Yu. Metodika rascheta ugla osypaniya sklonov metodom izlishnikh figur pri proektirovanii zashchitnykh shchebenochno-poliuretanovykh sloev / V. Yu. Leont'ev, A. V. Kochetkov, L. V. Yankovskii [et al.] // Dorogi i mosty. — 2016 — № 2. — Available at: http://rosdornii.ru/files/dorogi-i-mosti/36/4.pdf.

9.Leont'ev, V. Yu. Metody remonta shchebenochnykh konstruktsii, armirovannykh ob'emnymi

georeshetkami na konusakh mostovykh sooruzhenii i otkosakh avtomobil'nykh dorog / V. Yu. Leont'ev,

N.E. Kokodeeva // Dorogi. Innovatsii v stroitel'stve. — 2015. — № 43. — S. 74—78.

10.Leont'ev, V. Yu. Poliuretanovye pokrytiya / V. Yu. Leont'ev // Avtomobil'nye dorogi. — 2016. — № 5. —

S. 78—83.

11.Leont'ev, V. Yu. Primenenie vyazhushchego materiala na osnove poliuretana dlya ukrepleniya i remonta zashchitnykh pokrytii transportnykh sooruzhenii / V. Yu. Leont'ev // Transportnoe stroitel'stvo. — 2016. — № 1. — S. 7—10.

12. Leont'ev, V. Yu. Primenenie poliuretanovogo vyazhushchego v transportnom stroitel'stve /

V.Yu. Leont'ev, A. V. Kochetkov, N. E. Kokodeeva, A. A. Zadiraka — 1-e izd. — Saratov: RATA, 2017. — 240 s.

13.Leont'ev, V. Yu. Ukreplenie otkosov zemlyanykh sooruzhenii. Vyazhushchii material na osnove dvukhkomponentnoi poliuretanovoi sistemy DOROLIT / V. Yu. Leont'ev // Novye tekhnologii v stroitel'stve. — 2016. — № 1. — S. 14—31.

14.STO 88902325-01. Material vyazhushchii na osnove poliuretana dlya avtomobil'nykh dorog. Tekhnicheskie usloviya / A. V. Kochetkov, V. Yu. Leont'ev [et al.]. — M.: AO «OrgsintezResurs», 2014. — 23 s.

15.Hoffmann, A. Method for Producing Mineral-Bearing Cover Layers for Floor Coverings / A. Hoffmann, H. Ebert, B. Klesczewski: German Patent, no. EP2007/000234, 2012.

16.Hoffmann, A. Process for the Production of Ballast / A. Hoffmann, E. Torsten, M. Udo, W. Hans-Guido, T. Kleiner, R. Busch: German Patent, no. US9297121B2, 2014.

17.Mohmeyer, N. German PatentWO2009037205A1 Process for the Production of Ballast / N. Mohmeyer, O. Reese, A. Eisenhardt, M. Leberfinger, H. Mohmeyer: German Patent, no. EP2008/062180, 2009.

39

Научный журнал строительства и архитектуры

18.Moisture-Curing Pavement Material: Japanese Patent, no. JP2001000318045, 2003.

19.Opferkuch, R. Method of Manufacturing Water Permeable Surface from Mineral Aggregate Bonded with Organic Adhesive / R. Opferkuch, R. Hartenburg, S. Heinz: German Patent, no. DE19733588A, 1999.

TECHNOLOGY FOR LAYING AND STRENTHENING TRANSPORT FACILITIES

BASED ON A POLYURETHANE COMPOSITE

A. A. Zadiraka1, N. E. Kokodeeva2, A. V. Kochetkov3

Saratov State Technical University Named after Y. A. Gagarin 1, 2

Russia, Saratov

Perm National Research Polytechnic University 3

Russia, Perm

1PhD student of the Dept. of Transport Construction, tel.: +7-927-629-13-06, e-mail: alex.zadiraka@mail.ru

2D. Sc. in Engineering, Assoc. Prof., Head of the Dept. of Transport Construction,

Director of the Institute for Energy and Transportation Systems, tel.: +7-937-245-80-89, e-mail: kokodeewa@mail.ru 3 D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Automobiles and Technological Machines, tel.: +7-906-306-95-53, e-mail: soni.81@mail.ru

Statement of the problem. The technology for laying and strengthening slopes of embankments and hollows, cones of bridges and pipelines with the use of a polyurethane composition is set forth.

Results. The technology of laying and strengthening the elements of transport structures based on the use of a polyurethane composition has been thoroughlystudied. The properties of a polyurethane composition have been investigated. The advantages of employing this composition have been discussed.

Conclusions. This technology is easy to use and the materials it employs are cost-efficient. The structure appears to be an integral system that increases the times between repairs and improves the reliability of the sloping parts of highways and cones of bridges and pipelines.

Keywords: polyurethane composition, reinforcement technology, polyurethane, isocyanate, pouring of a binder, strengthening of slopes.

РФФИ: КОНКУРС НА ИЗДАНИЕ ЛУЧШИХ НАУЧНЫХ ТРУДОВ

Заявки принимаются до 22.01.2019 23:59.

Задача конкурса – поддержка проектов, направленных на издание и распространение информации о результатах научных исследований.

На конкурс могут быть представлены проекты по изданию научных трудов по следующим научным направлениям: математика, механика; физика и астрономия; химия и науки о материалах; инфокоммуникационные технологии и вычислительные системы; фундаментальные основы инженерных наук; экономика и др.

Максимальный размер гранта — 2 000 000 рублей, минимальный — 200 000 рублей. Участник конкурса должен являться автором, соавтором или редактором научного тру-

да. Участник конкурса вправе представлять на конкурс не более одной заявки.

В конкурсе могут участвовать проекты по изданию научных трудов только на русском языке.

Подробнее о конкурсе см. на официальном сайте РФФИ: http://www.rfbr.ru.

40