Россия
Российский университет дружбы народов
Россия
Россия
Россия
Цель: анализ возможности использования техногенных отходов для укрепления и стабилизации грунтов дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог. Результаты: в статье отражены объемы накопления техногенных отходов и рассмотрены способы применения различных их видов для укрепления грунтов слоев автомобильных дорог. Наиболее исследованы золошлаковые отходы ТЭЦ. Также представляют интерес сельскохозяйственные отходы, такие как зола кофейной шелухи, зола багассы, целлюлоза. При этом имеющиеся исследования выполнены в достаточно узких областях. Недостаточно изучено влияние на долговечность укрепленных грунтов таких факторов, как увлажнение, высыхание, замерзание, оттаивание, динамическая нагрузка от транспортных средств, накопление пластических деформаций и т. д. Мало исследований в области оценки влияния материалов на окружающую среду. Во многих работах отмечается, что некоторые виды отходов, такие как зола рисовой шелухи, доменный шлак и зола-унос, нуждаются в дополнительных исследованиях с точки зрения повышения прочности. Практическая значимость: данный обзор может помочь в создании методов укрепления и стабилизации грунтов, которые были бы эффективными и долговечными при минимизации воздействия техногенных отходов на окружающую среду. Применение техногенных отходов в составах грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими материалами, позволяет снизить стоимость строительства и утилизировать отходы. Необходимы дополнительные исследования, чтобы расширить область применения техногенных отходов в дорожном строительстве в зависимости от вида грунта, конструктивного слоя автомобильной дороги климатических условий района строительства.
укрепление грунтов, стабилизация грунтов, техногенные отходы, составы укрепленных грунтов
1. Безрук В. М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве. М.: Транспорт, 1971. 247 с.
2. Филатов М. М. Основы дорожного грунтоведения. М.: Гострансиздат, 1936. 233 с.
3. Информация о количестве техногенных отходов. URL: https://ec.europa.eu/eurostat/statisticsexplained/ index.php?title=Waste_statistics#Total_ waste_generation (дата обращения: 15.07.2024).
4. Fabrication of superhydrophobic soil stabilizers derived from solid wastes applied for road construction: A review / J. Lu [at al.] // Transportation Geotechnics. 2023. P. 40. DOI:https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2023.100974
5. A systematic review of strategies for identifying and stabilizing dispersive clay soils for sustainable infrastructure / A. H. Vakili [et al.] // Soil and Tillage Research. 2024. 239 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j. still.2024.106036
6. Tanyıldızı M., Uz V. E., Gökalp İ. Utilization of waste materials in the stabilization of expansive pavement subgrade: An extensive review // Construction and Building Materials. 2023. 398 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2023.132435
7. Utilization of fly ash with and without secondary additives for stabilizing expansive soils: A review / S. Ahmad [et al.] // Results in Engineering. 2024. 22 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102079
8. Vijayan D. S., Parthiban D. Effect of Solid waste based stabilizing material for strengthening of Expansive soil: A review // Environmental Technology & Innovation. 2020. 20 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j.eti.2020.101108
9. Сокорнов А. А., Коньков А. Н., Лейкин А. П. Проведение стабилометрических испытаний дисперсных грунтов как строительных материалов // Путевой навигатор. 2021. № 46 (72). С. 28–36.
10. Оптимизация гранулометрического состава песчаного грунта при устройстве основания дорожных одежд из цементогрунта / С. А. Куюков [и др.] // Путевой навигатор. 2021. № 46 (72). С. 44–52.
11. Семенова Т. В., Долгих Г. В., Полугородник Б. Н. Применение калифорнийского числа несущей способности и динамического конусного пенетрометра для оценки качества уплотнения грунта // Вестник СибАДИ. 2014. № 1 (35). С. 59–66.
12. Heukelom, W., Klomp, A. J. G. Dynamic Testing as a Means of Controlling Pavements During and After Construction // Proc. of 1st International Conference on Structural Design of Asphalt Pavements. 1962.
13. Green J. L., Hall J. W. Nondestructive Vibratory Testing of Airport Pavements. Vol. I: Experimental Test Results and Development of Evaluation Methodology and Procedure // Federal Aviation Administration Report No. FAA-RD-73-205-1. 1975. 214 р.
14. Witczak M. W., Qi X., Mirza M. W. Use of Nonlinear Subgrade Modulus in AASHTO Design Procedure // Journal of Transportation Engineering. 1995. No. 3. P. 273–282.
15. Suitability of Using California Bearing Ratio Test to Predict Resilient Modulus / B. Sukumaran [at al.] // Proceedings: Federal Aviation Administration Airport Technology Transfer Conference. 2002. 9 р.
16. Puppala A. J. Estimating Stiffness of Subgrade and Unbound Materials for Pavement Design // NCHRP Synthesis 382, Transportation Research Board, National Research Council. Washington, 2008. 139 р.
17. Munirwan R. P., Jaya R. P., Munirwansyah R. Performance of eggshell powder addition to clay soil for stabilization // Int. J. Recent Technol. Eng. 2019. No. 8. P. 532–535. DOI:https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2021.123648
18. Optimization of fly ash based soil stabilization using secondary admixtures for sustainable road construction / Renjith R. [at al.] // Journal of Cleaner Production. 2021. 294 р.
19. Лунев А. А. Обоснование расчетных значений механических характеристик золошлаковых смесей для проектирования земляного полотна: дисс. … канд. техн. наук. Омск, 2019. 192 с.
20. Сиротюк В. В. Особенности свойств золуноса Экибастузских углей в связи с их применением в дорожном строительстве // Строительство и эксплуатация дорог: межвуз. сб. Новосибирск: НИСИ, 1977. С. 78–86.
21. Сиротюк В. В. Стандартизация и перспективы использования золошлаков энергетики для дорожного строительства в России // Золошлаки ТЭС: удаление, транспорт, переработка, складирование: мат-лы III науч.-практ. семинара (22–23 апреля 2010 г.). М.: Издательский дом МЭИ, 2010. С. 58–59.
22. Putilova I. V. Current state of the coal ash handling problem in Russia and abroad, aspects of the coal ash applications in hydrogen economy // International Journal of Hydrogen Energy. 2023. P. 31040–31048. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.04.230
23. Effect of using Oil Shale Ash on geotechnical properties of cement-stabilized expansive soil for pavement applications / S.R. Rabab’ah [et al.] // Case Studies in Construction Materials. 2023. 19 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02508
24. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве / Н. И. Ватин [и др.] // Magazine of Civil Engineering. 2011. № 4. С. 16–21. DOI: 10.5862/ MCE.22.2
25. Optimization of fly ash based soil stabilization using secondary admixtures for sustainable road construction / R. Renjith [at al.] // Journal of Cleaner Production. 2021. 294 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j. jclepro.2021.126264.
26. Слободчикова Н. А., Лофлер M., Плюта К. В. Получение неорганического вяжущего на основе отходов промышленного производства // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость: научный журнал. 2017. Т. 7. № 2. С. 62–67.
27. Прогнозирование прочностных характеристик укрепленных золошлаковых смесей ТЭЦ неорганическими вяжущими материалами / Ю. Г. Лазарев [и др.] // Путевой навигатор. 2024. № 59 (85). С. 52–58.
28. Бирюков Ю. А., Бирюков А. Н., Титеев И. С. Вторичные строительные материалы в транспортном строительстве: анализ их применения и переработки при реконструкции объектов // Строительные и дорожные машины. 2023. № 10. С. 51–62.
29. Слободчикова Н. А., Лофлер М. Методики подбора составов грунтов, укрепленных известью, для дорожного строительства // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018. Т. 8. № 2. С. 141–147.
30. Geotechnical and engineering properties of expansive clayey soil stabilized with biomass ash and nanomaterials for its application in structural road layers / J. L. Díaz-López [at al.] // Geomechanics for Energy and the Environment. 2023. 36 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j.gete.2023.100496
31. Turkane S. D., Chouksey S. K. Design of low volume road pavement of stabilized low plastic soil using fly ash geopolymer // Materials Today: Proceedings. 2022. No. 65. Part 2. P. 1154–1160. DOI:https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.167
32. Stabilization of alluvial soil for subgrade using rice husk ash, sugarcane bagasse ash and cow dung ash for rural roads / A. K. Yadav [at al.] // International Journal of Pavement Research and Technology. 2017. No. 10. P. 254–261. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijprt.2017.02.001
33. Rahmat M. N., Kinuthia J. M. Effects of mellowing sulfate-bearing clay soil stabilized with wastepaper sludge ash for road construction // Engineering Geology. 2011. No. 117. P. 170–179. DOI:https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2010.10.015.
34. Utilization of coffee husk ash for soil stabilization: A systematic review / R. P. Munirwan [at al.] // Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 2022. 128 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j.pce.2022.103252. 35. Atahu M. K., Saathoff F., Gebissa A. Strength and compressibility behaviors of expansive soil treated with coffee husk ash // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019. No. 11, iss. 2. P. 337– 348. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2018.11.004.
35. Dhawale A. W., Banne S. P. Laterite soil stabilization using cellulose biopolymer // Materials Today: Proceedings. 2023. DOI:https://doi.org/10.1016/j. matpr.2023.07.062
36. Remediation of expansive soils using agricultural waste bagasse ash / H. Hasan [at al.] // Procedia Eng. 2016. P. 1368–1375. DOI:https://doi.org/10.1016/j. proeng.2016.06.161
37. Stabilization of clayey soil using ultrafine palm oil fuel ash (POFA) and cement / S. Pourakbar [at al.] // Transportation Geotechnics. 2015. Vol. 3. P. 24– 35. DOI:https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2015.01.002
38. Koohmishi M., Palassi M. Mechanical Properties of Clayey Soil Reinforced with PET Considering the Influence of Lime-Stabilization // Transportation Geotechnics. 2022. 33 р. DOI:https://doi.org/10.1016/j. trgeo.2022.10072
