Применение золополимерных смесей в строительстве лесовозных дорог

  • А. Н. Минаев Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова https://orcid.org/0000-0002-1684-7674
  • О. В. Зубова Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова https://orcid.org/0000-0002-6263-4688
  • Д. М. Кулик Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова https://orcid.org/0000-0003-4163-3675
  • В. В. Силецкий Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова https://orcid.org/0000-0003-3357-533X
  • В. И. Луговов Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова https://orcid.org/0000-0002-1631-5571
Ключевые слова: бытовой полиэтилен высокого давления, зола от сжигания осадка сточных вод, строительство лесных дорог, дорожная конструкция, дорожно-строительный материал

Аннотация

Строительство лесных дорог является одним из приоритетных вопросов лесного комплекса. Недостаточно развитая лесная дорожная сеть не позволяет использовать лесные ресурсы, находящиеся на значительном расстоянии от дорог общего пользования, так как рентабельность лесозаготовки многократно снижается. Расширение инфраструктуры лесных дорог позволит повысить мобильность, а также рентабельность добычи ресурса. Основной причиной запущенного состояния лесной дорожной инфраструктуры является высокая стоимость строительства лесных дорог, которая обусловлена высокой стоимостью дорожно-строительных материалов, а также большими расстояниями их транспортировки. Один из актуальных способов снижения стоимости дорожно-строительных материалов – это использование отходов промышленности. С целью решения данной задачи было проведено исследование для получения слоя дорожной одежды с высокими физико-механическими показателями и сравнительно низкой стоимостью из отходов промышленности. В качестве вяжущего в смеси используется бытовой полиэтилен высокого давления, а заполнителя – зола от сжигания осадка сточных вод. За счет применения пластика в смеси образуется коагуляционно-конденсационная структура, при этом материал характеризуется высокой прочностью и морозостойкостью. Данное исследование обладает научной новизной, так как вопросы адгезии полиэтилена с различными заполнителями мало изучены. За основу смеси были взяты вторично-переработанные полимеры (дробленый полиэтилен, фракция 1,5–2,5 мм) в качестве структурообразующего компонента. Также существовала необходимость добавления материала-заполнителя, его роль сыграла зола, оставшаяся после сжигания осадка сточных вод предприятия «Водоканал». По результатам испытаний был получен материал с показателями прочности при сжатии 170,63–552,08 МПа, модулем упругости от
322,0 до 960,0 МПа, водопоглощением в пределах 1 %, что дает возможность использовать его в лесном дорожном строительстве, в том числе в качестве укрепляющего слоя дорожной одежды лесных дорог на слабых грунтах. Применение полученного материала в лесном дорожном строительстве позволит расширить лесную дорожную инфраструктуру за счет снижения стоимости. Наши исследования показывают, что высокие физико-механические показатели увеличат срок службы лесных дорог, а, следовательно, и срок между капитальными ремонтами – данные аспекты положительно повлияют на рентабельность строительства лесных дорог. 
Для цитирования: Минаев А.Н., Зубова О.В., Кулик Д.М., Силецкий В.В., Луговов В.И. Применение золополимерных смесей в строительстве лесовозных дорог // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 106–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-106-116

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

А. Н. Минаев, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

д-р техн. наук, проф.

О. В. Зубова, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

канд. техн. наук

Д. М. Кулик, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

соискатель

В. В. Силецкий, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

соискатель

В. И. Луговов, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

соискатель

Литература

Дунина О.А., Сайфуллина А.Р., Сахибгареева Л.И. Переработка полиэтилена в пластик и последующее его использование в строительстве дорог // Студент и аграрная наука: материалы Х Всерос. студен. науч. конф. Уфа, 22 марта – 23 марта 2016 г. Уфа: Башкир. ГАУ, 2016. С. 189–191. [Dunina O.A., Sayfullina A.R., Sakhibgareyeva L.I. Processing of Polyethylene into Plastic and Its Subsequent Use in Road Construction. Student and Agricultural Science: Proceedings of the 10th All-Russian Student and Science Conference, Ufa, March 22–23, 2016. Ufa, BSAU Publ., 2016, pp. 189–191].

Зубова О.В. Исследование влияния гранулометрического состава грунтов на прочность зологрунтовой смеси, обработанной цементом // Тр. БГТУ. № 2. Лесн. и деревообраб. пром-сть. 2012. № 2 (149). С. 118–120. [Zubova O.V. The Study of the Effect of Soil Grading on the Strength of a Cement-Treated Mixture of Ash with Soil. Trudy BGTU. № 2. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Proceedings of BSTU. Iss. 2. Forest and Woodworking Industry], 2012, no. 2(149), pp. 118–121].

Зубова О.В. Использование в лесном дорожном строительстве зологрунтовых смесей, укрепленных вяжущими материалами: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2015. 179 с. [Zubova O.V. The Use of Ash-Soil Mixtures Strengthened by Cementing Materials in Forest Road Construction: Cand. Eng. Sci. Diss. Saint Petersburg, 2015. 179 p.].

Зубова О.В., Бессараб Г.А., Салминен Э.О., Суворова Н.А., Артемьев В.В. Способ устройства конструктивных слоев дорожных одежд на основе золопесчаной смеси вяжущих // Новые строительные материалы: материалы междунар. науч. конф. Труды БГТУ. Минск: БГТУ, 2013. № 1. С. 23–27. [Zubova O.V., Bessarab G.A., Salminen E.O., Suvorovа N.A., Artem’yev V.V. The Design Method of Pavement Layers Based on Ash-Soil Mixture of Binders. New Building Materials: Proceedings of the International Science Conference. Proceedings of BSTU. Minsk, BSTU Publ., 2013, no. 1, pp. 23–27].

Зубова О.В., Бессараб Г.А., Суворова Н.А., Салминен Э.О. Способ устройства конструктивного слоя дорожной одежды на основе золы от сжигания осадков сточных вод. Патент на изобретение № 2471913 Российская Федерация, МПК E01C 3/04, C04B 28/00, C04B 26/26: № 2011110986/03: заявл. 20.03.11: опубл. 10.01.13. [Zubova O.V., Bessarab G.A., Suvorova N.A., Salminen E.O. Method of Making Pavement Structural Layer Based on Ashes of Effluents Sediments Combustion. Patent RF no. RU 2471913 C2, 2013].

Зубова О.В., Никитина И.С., Анисимова О.И., Новикова А.А. Дорожно-строительный материал на основе зологрунтовой смеси, укрепленной цементом // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. 2012. Вып. 201. С. 193–202. [Zubova O.V., Nikitina I.S., Anisimova O.I., Novikova A.A. Road-Building Material on the Basis of a Cinder-and-Dirt Mix Reinforced by Cement. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii [News of the Saint Petersburg State Forest Technical Academy], 2012, iss. 201, pp. 193–202].

Корочкин А.В. Устройство дорожной одежды. Патент на полезную модель № 88030 Российская Федерация, МПК E01C 5/00: № 2009127004/22: заявл. 15.07.09: опубл. 27.10.09 [Korochkin A.V. Paving. Patent RF no. RU 88030 U1, 2009].

Литвиненко Н.А., Козырева Е.А. Современные технологии строительства автомобильных дорог // Науч. мысль. 2017. № 2. С. 117–120. [Litvinenko N.A., Kozyreva E.A. Modern Technologies of Road Construction. Nauchnaya mysl’ [Scientific Thought], 2017, no. 2, pp. 117–120].

Лысянников А.В., Третьякова Е.А., Лысянникова Н.Н. Переработанный пластик в дорожном строительстве // Изв. ТулГУ. Техн. науки. 2017. Вып. 7. С. 105–115. [Lysyannikov A.V., Tretiakova E.A., Lysyannikova N.N. Recycled Plastic in Road Construction. Izvestiya Tul’skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki [News of the Tula state university. Technical sciences], 2017, iss. 7, pp. 105–115].

Лысянников А.В., Третьякова Е.А., Лысянникова Н.Н. Строительство дорожных покрытий из вторичного сырья // Вопросы современной науки: проблемы, тенденции и перспективы: материалы междунар. науч.-практ. конф., Новокузнецк, 07–08 декабря 2017 г. / отв. ред. Э.И. Забнева; ред. кол. Л.С. Кочкина [и др.]. Ульяновск: Зебра, 2017. С. 78–81. [Lysyannikov A.V., Tretiakova E.A., Lysyannikova N.N. Construction of Road Surfaces from Secondary Raw Materials. Issues of Modern Science: Problems, Trends and Prospects. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, Novokuznetsk, December 7–8, 2017. Ul’yanovsk, Zebra Publ., 2017, pp. 78–81].

Стаханов А.И. Возможности использования полимерных отходов при производстве дорожного покрытия // Актуальные проблемы науки в студенческих исследованиях: сб. материалов IX Всерос. студен. науч.-практ. конф. / Альметьев. фил. Казан. нац. исслед. техн. ун-та им. А.Н. Туполева–КАИ. М., 2019. С. 40–42. [Stakhanov A.I. Potential for Use of Polymer Wastes in the Road Surface Production. Current Problems of Science in Student Research: Collection of Materials of the 9th All-Russian Student Scientific and Practical Conference. KNRTU-KAI’s Branch in Almetyevsk. Moscow, 2019, pp. 40–42].

Строкин А.С. Повышение сдвигоустойчивости и срока службы дорожных покрытий путем применения асфальтобетона каркасной структуры на модифицированном битуме: дис. … канд. техн. наук. Воронеж, 2009. 199 с. [Strokin A.S. Improving the Shear Resistance and Service Life of Pavements by Applying Asphalt Concrete of Frame Structure on Modified Bitumen: Cand. Eng. Sci. Diss. Voronezh, 2009. 199 p.].

Ahmadinia Es., Zargar M., Karim M.R., Abdelaziz M., Ahmadinia Eb. Performance Evaluation of Utilization of Waste Polyethylene Terephthalate (PET) in Stone Mastic Asphalt. Construction and Building Materials, 2012, vol. 36, pp. 984–989. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.06.015

Deng Z., Shi F., Yin S., Tuladhar R. Characterisation of Macro Polyolefin Fibre Reinforcement in Concrete through Round Determinate Panel Test. Construction and Building Materials, 2016, vol. 121, pp. 229–235. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.05.134

Hınıslıoğlu S., Ağar E. Use of Waste High Density Polyethylene as Bitumen Modifier in Asphalt Concrete Mix. Materials Letters, 2004, vol. 58, iss. 3-4, pp. 267–271. DOI: 10.1016/S0167-577X(03)00458-0

Hongjun L., Feng Y., Donghai Y. The Strenghth Varieties of the Subsurface Made of Lime and Fine Coal Ash of the Highway from Changba to Baicheng. Journal of Northeast Forestry University, 2000, iss. 1, pp. 84–85.

Ion I.M., Aguiar J.B., Angelescu N., Stanciu D. Properties of Polymer Modified Concrete in Fresh and Hardened State. Advanced Materials Research, 2013, vol. 687, pp. 204–212. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.687.204

Sulyman M., Haponiuk J., Formela K. Utilization of Recycled Polyethylene Terephthalate (PET) in Engineering Materials: A Review. International Journal of Environmental Science and Development, 2016, vol. 7, no. 2, рр. 100–108. DOI: 10.7763/IJESD.2016.V7.749

Tawfik M.E., Eskander S.B. Polymer Concrete from Marble Wastes and Recycled Poly(Ethylene Terephthalate). Journal of Elastomers and Plastics, 2006, vol. 38, iss. 1, pp. 65–79. DOI: 10.1177/0095244306055569

Yin S. Development of Recycled Polypropylene Plastic Fibres to Reinforce Concrete. Doctoral Thesis. Townsville, QLD, Australia, James Cook University, 2017. 137 р. DOI: 10.1007/978-981-10-3719-1

Опубликован
2020-06-02
Как цитировать
Минаев, А., О. Зубова, Д. Кулик, В. Силецкий, и В. Луговов. Применение золополимерных смесей в строительстве лесовозных дорог. Лесной журнал, вып. 3, June 2020, сс. 106-1, doi:10.37482/0536-1036-2020-3-106-116.
Раздел
ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)