مشروع
ال الطريق السريع R21 الطريق السريع الروسي (المعروف أيضًا باسم M18 حتى عام 2018)، أو طريق كولا السريع، هو طريق رئيسي يربط بين سانت بطرسبرغ ومورمانسك. سانت بطرسبرغ هي ثاني أكبر مدينة في روسيا، بينما تُعد مورمانسك أكبر مدينة في العالم شمال الدائرة القطبية الشمالية. يبلغ طول الطريق السريع 1592 كيلومترًا، وهو جزء من الطريق الأوروبي E105، ويُعتبر طريق النقل البري الرئيسي في روسيا. جمهورية كاريليا و مقاطعة مورمانسك.
تم إنشاء طريق كولا السريع في الأصل عام 1986. وبحلول عام 2006، وصل رصف الطريق إلى نهاية عمره الافتراضي. وقد تطلب الأمر إعادة بناء أجزاء كثيرة منه.
خيارات التصميم
تم النظر في خيارين لتصميم الرصف المرن للطبقات الأساسية؛ الحبيبي غير المرتبط والمرتبط.
خيار التصميم 1 - حبيبي غير مقيد
يتألف خيار التصميم الحبيبي غير المربوط من قاعدة من الحجر المكسر (طبقتان، بإجمالي 23 سم) على طبقة فرعية من الرمل. ويتراوح العمق الإجمالي بين 59 و79 سم لتحقيق القوة المطلوبة ومعامل المرونة وفقًا لـ BCH 46-83. بلغت التكلفة التقديرية 3820 روبل/م2.
الخيار الثاني للتصميم - المجلد
تتكون متغيرات التصميم المربوطة من طبقة أساسية/طبقة أساسية فرعية من الرمل المتوسط المرتبط بالأسمنت والمعزز بمادة رينوليث (المعروفة أيضًا باسم NTS أو "NanoTerraSoil").
تم حساب سماكة الطبقات لتحقيق القوة المطلوبة ومعامل المرونة وفقًا لـ ODN 218.046-2002. تم تصميم طبقات مختلفة من الطبقة المحددة، بناءً على ظروف المرور في كل قسم. وقُدّرت تكاليف الطبقة المحددة بـ 1229 روبل/متر.2 إلى 1955 روبل/م2, ، وذلك حسب السماكة ودرجة القوة.
4.1.1 قوة المادة المعالجة والتربة المسلحة عند التصميم يُحدد العمر بالعلامة التجارية. يجب أن تتوافق النسبة بين درجة القوة وقوة الضغط وقوة الشد الانحنائي مع المتطلبات المحددة [أدناه].
كانت هناك خيارات متنوعة لمسارات التآكل متاحة:
- حصى أسود على مستحلب من حجر البيتومين المعاد تدويره مع معالجة سطحية مزدوجة
- معالجة ثلاثية للسطح
- الخرسانة الإسفلتية الكثيفة
تقدير
تم تشكيل فريق عمل يضم خبراء بارزين لتقييم هذه التقنية. وقد قام فريق العمل بفحص الرصف التجريبي الذي تم إنشاؤه في ميدان اختبار MADI في موسكو. https://renolith.com.au/madi-trials/
قرار التصميم
تم اختيار خيار التصميم المقيد (الرمل + الأسمنت + رينوليث) لعدة أسباب:
- توفير كبير في تكاليف البناء (حوالي 501 تريليون طن إجمالاً)،,
- انخفاض تكاليف الصيانة
- عمر أطول متوقع للرصف
- مقاومة عالية للصقيع، وذلك بفضل انخفاض امتصاص الماء بشكل كبير
- القدرة على مواصلة البناء في درجات حرارة منخفضة (تصل إلى -10 درجة مئوية).
بناء
تمت الموافقة على بدء أعمال البناء الأساسية وفقًا لـ معيار GOST رقم 81329147-012-2008 ترتيب القواعد المقواة بمزيج أسمنت بوليمري مع مادة مضافة بوليمرية "Nano Terra Soil" [Renolith], والتي نصت على ما يلي:
- التربة المناسبة لإنتاج خليط الخرسانة الإسمنتية البوليمرية – وفقًا للمواصفات القياسية الروسية GOST 8736، GOST 25100، GOST 23735. يجب ألا تحتوي التربة وفقًا للمواصفات القياسية الروسية GOST 23558 على أكثر من 2% من الدبال، وأكثر من 10% من الجبس، وأكثر من 20% من كتل الطين التي يزيد حجمها عن 5 مم بالوزن.
- يجب أن يفي الأسمنت بمتطلبات GOST 10178، بدرجات لا تقل عن 300 للأساسات و400 للطلاءات، وأن ينتمي إلى أنواع PC 300 وPC 400 وPC 400-D0-N وPC 400-D20-N وPC 500-D0-N وPC 500-D20-N.
- يجب أن تستوفي المياه متطلبات GOST 23732. يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لمحتوى الملح 10000 ملغم/لتر، بما في ذلك أيونات SO4 – 2700 ملغم/لتر و Cl – 3500 ملغم/لتر.
- مادة NTS المضافة (المعروفة أيضًا باسم Renolith) والتي تفي بمتطلبات معيار GOST الدولي WTO 01393728-011-2008 – مُضاف بوليمر نانو تيرا للتربة - المواصفات. لا يُستخدم هذا المُضاف إلا في درجات الحرارة الموجبة.
- لإنتاج خليط الخرسانة الأسمنتية البوليمرية، يجب تركيب محطة خلط آلية من نوع Bertoli ECOTECH 150 ذات عمل مستمر مع خلاط قسري.
- يمكن البدء بأعمال صبّ الخرسانة الإسمنتية البوليمرية بعد استقرار متوسط درجات حرارة الهواء الإيجابية في منطقة الإنشاء، وذوبان طبقة العمل من قاعدة الطريق وجفافها. وينتهي العمل قبل حوالي 18 يومًا من استقرار درجات الحرارة السلبية. وفي جميع الأحوال، يجب أن تكتسب الخرسانة المسلحة قبل التجمد قوة تصميمية قدرها 70%.
سارت أعمال البناء بشكل عام وفقاً لـ GOST 81329147-012-2008, مع ملاحظة ما يلي:
- تم تطوير نسخة "مركزة مضاعفة" (بنسبة ماء منخفضة) من مادة NTS/Renolith المضافة خصيصًا للمشروع، واستُخدمت فيه لتقليل تكاليف النقل. وتم تسويق هذه التركيبة المركزة المضاعفة لاحقًا تحت اسم "NTS-50"، ثم "Renolith 2.0".
- خلال مرحلة من مراحل البناء، انخفضت درجة الحرارة إلى ما دون 25 درجة مئوية. ولم يُلاحظ أي ضرر على الرصيف الذي تم رصفه حديثاً.
أثناء الخدمة
اعتبارًا من عام 2023، لا يزال طريق كولا السريع قيد الاستخدام وفي حالة جيدة بشكل عام.
خاتمة
تم اختيار تصميم رصف مرن يتضمن طبقة أساسية/طبقة تحتية مترابطة وطبقة سطحية رقيقة من الأسفلت لإعادة بناء طريق كولا السريع. وقد ساهم هذا النهج في خفض تكاليف الإنشاء وتكاليف دورة حياة الطريق. وكان استخدام مادة NTS (المعروفة أيضًا باسم Renolith) ضروريًا لتحقيق معايير التصميم الخاصة بقوة الشد ومعامل المرونة ومقاومة الصقيع. وقد تكللت عملية الإنشاء بالنجاح، على الرغم من درجات الحرارة المنخفضة للغاية. ولا يزال الرصف قيد الاستخدام دون أي علامات تدهور ملحوظة بعد أكثر من 14 عامًا.
مقتطفات من اختبارات ومعايير وشهادات NTS/Renolith الخاصة في روسيا (ترجمة إنجليزية)
المعيار الدولي GOST WTO 01393728-011-2008 – مادة نانو تيرا المضافة للتربة - المواصفات، 2008
ينطبق هذا المعيار على البوليمر المضاف "Nano Terra Soil" – NTS [المعروف أيضًا باسم رينوليث] (يشار إليها فيما يلي باسم المادة المضافة)، وهي مخصصة لتثبيت (تقوية) التربة باستخدام الأسمنت والماء وفقًا لحلول التصميم الخاصة بالبناء وإعادة البناء والإصلاح:
- الطرق السريعة والمنشآت الموجودة عليها؛;
- المطارات؛;
– مناطق لأغراض متنوعة؛;
– الطرق والمواقع المؤقتة أثناء أعمال البناء والتركيب.
يجب مراعاة متطلبات هذا المعيار في تطوير التصميم والوثائق التقنية لتصنيع واستخدام المادة المضافة.
يتكون المضاف من البوليمرات: خليط من اللاتكس والسليلوز المذاب في الماء، وهو مضاف محايد بيئياً وغير سام للاستخدام في عملية أعمال الحفر لتحسين وتقوية وتثبيت التربة باستخدام مواد رابطة هيدروليكية.
يُستخدم خليط الخرسانة الإسمنتية البوليمرية (يُشار إليه فيما يلي بـ PCGS) مع المادة المضافة البوليمرية "Nano Terra Soil" - NTS [المعروفة أيضًا باسم Renolith] (يُشار إليها فيما يلي بـ "المادة المضافة") في بناء أساسات أرصفة الطرق. ويمكن استخدام CPGS كطبقة سفلية للطلاء، شريطة حماية طبقة التآكل وضمان جودة أداء الطريق من حيث النقل. بالإضافة إلى:
- المطارات؛;
– مناطق لأغراض متنوعة؛;
– الطرق والمواقع المؤقتة في تنفيذ أعمال البناء والتركيب.
شهادة المطابقة، مادة نانو تيرا سويل المضافة للبوليمر، 2009
منتج
مادة نانو تيرا المضافة للتربة البوليمرية [المعروف أيضًا باسم رينوليث]
تم إنتاجه وفقًا للوثائق المعيارية للشركة المصنعة
يفي بمتطلبات الوثائق المعيارية
ستو 81329147.01-2008، غوست 23558-94
شهادة المطابقة، خليط تربة أسمنت بوليمري مع مادة مضافة بوليمرية، تربة نانو تيرا، 2009
منتج
مزيج تربة من الأسمنت البوليمري مع مادة مضافة بوليمرية نانو تيرا سويل [المعروف أيضًا باسم رينوليث]
صُنعت وفقًا للمواصفات STO 81329147.01-2008 و STO 81329147.02-2008.
يفي بمتطلبات الوثائق المعيارية
STO 81329147.01-2008، STO 81329147.02-2008، GOST 23558-94 و GOST 30491-97
شهادة المخطط 3
قائمة أنواع الإنتاج المحددة التي تكون شهادة المطابقة صالحة لها:
- ماركة M20، المادة - رمل خشن
- ماركة M40، المادة - رمل خشن
- ماركة M60، المادة - رمل خشن
- ماركة M20، المادة - رمل طيني ناعم صلب
- ماركة M40، المادة - رمل طيني ناعم صلب
- ماركة M60، المادة - رمل طيني ناعم صلب
- ماركة M20، المادة: تربة طينية خفيفة
- ماركة M40، المادة: تربة طينية خفيفة
- ماركة M60، المادة: تربة طينية خفيفة
- ماركة M20، المادة: خليط من الحصى والرمل
- ماركة M40، المادة: خليط من الحصى والرمل
- ماركة M60، المادة: خليط من الحصى والرمل