Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Вдовин Евгений Анатольевич, кандидат технических наук, доцент, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Буланов Павел Ефимович, кандидат технических наук, доцент, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Строганов Виктор Федорович, доктор химических наук, профессор, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
| Название статьи. | Проектирование дорожных одежд со слоями из модифицированных кремнийорганическими соединениями цементогрунтов |
| Аннотация. | Постановка задачи. Одним из актуальных направлений повышения эффективности строительства автомобильных дорог является применение цементогрунтов в конструктивных слоях дорожных одежд. Однако широкоe применение цементогрунтов в дорожно-климатических зонах с сезонными, суточными изменениями температур и переходом через 0 °С препятствует необходимость достижения высокого уровня физико-механических и эксплуатационных характеристик цементогрунтовых слоев дорожных одежд. В технологии укрепления грунтов повышение уровня данных показателей возможно при добавлении технологической стадии по модификации цементогрунтов, в том числе гидрофобизаторами на основе кремнийорганических соединений с объемными алифатическими радикалами. Анализ литературы позволил установить, что системные исследования по влиянию строения и объема алифатического радикала кремнийорганических соединений на эффективность модификации дорожных цементогрунтов не проводились. Для обеспечения возможности проектирования дорожных одежд со слоями из модифицированных цементогрунтов требуется также установление зависимостей влияния гидрофобизации на расчетные характеристики конструктивных слоев, оптимальные значения которых позволят использовать их в расчетах конструкций. Результаты. На основе выявленных зависимостей влияния кремнийорганических соединений с алифатическим радикалами повышенной молекулярной массы, способствующих росту уровней физико-механических и расчетных характеристик цементогрунтов, проведено конструирование и расчет трех вариантов конструкций дорожных одежд IV технической категории облегченного типа со слоями из модифицированных укрепленных грунтов. Установлено, что гидрофобизация цементогрунтов изо-бутил-, октил- и додецилтриэтоксисиланом обеспечивает повышение предела прочности на сжатие в пределах от 34 до 83 %, предела прочности на растяжение при изгибе от 33 до 131 %, коэффициента морозостойкости от 35 до 76 % по сравнению с немодифицированными составами. Установлено, что модификация цементогрунтов исследованными кремнийорганическими соединениями способствуют повышению уровня расчётных характеристик цементогрунтовых слоев дорожных одежд и, в частности, гидрофобизация укрепленного грунта додецилтриэтоксисиланом обеспечивает повышение модуля упругости: при 6 % портландцемента на 64 %; при 10 % – 53 %; при 14 % – 44 %. Выводы. Показана возможность проектирования конструкций дорожных одежд со слоями из цементогрунтов, модифицированных кремнийорганическими соединениями с объемными алифатическими радикалами. Это позволит повысить эффективность строительства автомобильных дорог. Полученные результаты конструирования и расчетов вариантов дорожных одежд будут способствовать расширению региональной сырьевой базы и продлению сроков службы автомобильных дорог при использовании цементогрунтов, модифицированных кремнийорганическими соединениями. |
| Ключевые слова. | строительство автомобильных дорог, проектирование дорожных одежд, модифицированные цементогрунты, кремнийорганические соединения, расчетные характеристики, модуль упругости |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Evgeniy A. Vdovin, candidate of Engineering Sciences, assistant professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Pavel E. Bulanov, candidate of Engineering Sciences, assistant professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Viktor F. Stroganov, Doctor of Chemical Sciences, Professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
| Title of the article | Design of road pavements with layers of soil-cement modified with organosilicon |
| Abstract. | Problem statement. One of the current trends in increasing the efficiency of roads construction is the use of soil-cement in the structural layers of road pavements. However, the widespread use of soil-cement in road-climatic zones with seasonal changes, daily temperature changes and transition through 0° C is hampered by the need to achieve a high level of physical, mechanical and operational characteristics of soil-cement layers of road pavements. In the technology of soil strengthening, increasing the level of these indicators is possible by adding a technological stage for modifying soil-cement, including water repellents based on organosilicon compounds with bulky aliphatic radicals. The analysis of the sources made it possible to establish that systematic studies on the influence of the structure and volume of the aliphatic radical of organosilicon compounds on the efficiency of modification of road soil-cement have not been carried out. To ensure the possibility of designing road pavements with layers of modified soil-cement, it is also necessary to establish the dependencies of the influence of hydrophobization on the design characteristics of structural layers, the optimal values of which will allow them to be used in structural calculations. Results. Based on the identified dependencies of the influence of organosilicon compounds with aliphatic radicals of high molecular weight, which contribute to an increase in the levels of physical-mechanical and design characteristics of soil-cement, three design options for road pavements of the IV technical category of the lightweight type with layers of modified reinforced soils were designed and calculated. It has been established that hydrophobization of soil-cement with iso-butyl-, octyl- and dodecyltriethoxysilane provides an increase in compressive strength in the range from 34% to 83 %, tensile strength in bending from 33% to 131%, freeze-thaw resistance coefficient from 35% to 76% compared with unmodified compounds. It has been established that modification of soil-cement with the studied organosilicon compounds helps to increase the level of design characteristics of soil-cement layers of road pavements and, in particular, hydrophobization of reinforced soil with dodecyltriethoxysilane provides an increase in the elastic modulus: at 6 % Portland cement by 64 %; at 10 % – 53 %; at 14 % – 44 %. Conclusions: The possibility of designing road pavement structures with layers of soil-cement modified with organosilicon compounds with bulky aliphatic radicals is shown. This will improve the efficiency of road construction. The obtained results of design and calculations of road pavement options will contribute to expanding the regional raw material base and extending the service life of highways when using soil-cement modified with organosilicon compounds |
| Keywords. | construction of roads, design of road pavements, modified soil-cement, organosilicon compounds, design characteristics, modulus of elasticity |
| Для цитирования: | Вдовин Е.А., Буланов П.Е., Строганов В.Ф. Проектирование дорожных одежд со слоями из модифицированных кремнийорганическими соединениями цементогрунтов // Известия КГАСУ, 2024, № 1(67), с. 207-216, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/67.20, EDN: ZABBNC |
| For citations: | Vdovin E.A., Bulanov P.E., Stroganov V.F. Design of road pavements with layers of soil-cement modified with organosilicon // News KSUAE, 2024, № 1(67), p. 207-216, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/67.20, EDN: ZABBNC |
