«Обоснование применения золошлаковых смесей для строительства земляного полотна с учетом особенностей водно-теплового режима» – тема проекта, за который кандидат технических наук Евгений ИВАНОВ был удостоен премии правительства Омской области. Встретившись с ним, корреспондент «КВ» Анастасия ИЛЬЧЕНКО выяснила, в чем суть разработки и каковы ее перспективы.
– Евгений, как вы начали заниматься темой использования золошлаков в дорожном строительстве?
– В конце 2008 года я поступил в аспирантуру СибАДИ и начал разрабатывать эту тему в качестве диссертационной. Мой научный руководитель, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Проектирование дорог" Виктор Владимирович СИРОТЮК занимается использованием золошлаковых отходов еще с 70-х годов, защитил диссертацию.
– Вы занимались «обоснованием применения». Получается, тема больше теоретическая?
– В ней есть и теория, и практика. Начинали мы как раз с практики, доказывали, что можно применять смеси в качестве грунта для строительства земляного полотна, т. е. заменять золой суглинок или супесь – традиционные грунты – и тем самым экономить деньги, освобождать площади под золоотвалами. Параллельно велись и теоретические изыскания.
– В вашей разработке зола заменяет именно один из самых недорогих материалов – грунт, а не песок или щебень, как делают в некоторых случаях?
– Действительно, наша идея состоит в том, чтобы заменить именно земляное полотно, для создания которого требуется большой объем грунта. Согласен, это самый дешевый материал, но под его добычу нужно отвести карьер, рекультивировать его, занять поля, которые могли бы использоваться для выращивания сельскохозяйственной продукции. К тому же карьеры с пригодным для строительства грунтом не так просто найти в пригородах Омска. В области таких проблем меньше.
В тех же случаях, когда заменяют золой щебеночную смесь, материал нужно укреплять цементом, чтобы он обрел устойчивость. Но моя тема этого вопроса не касается.
– Какие особенности водно-теплового режима вы учитывали в разработанной методике применения золошлаковых смесей?
– Сам по себе водно-тепловой режим – это совокупность процессов, которые происходят с дорогой каждый год: осушение, набор влаги, морозное пучение. Я рассматривал именно вопрос морозного пучения смесей в процессе зимнего промерзания. Мы промораживали материал в лабораториях, смотрели, как он реагирует, и параллельно делали испытания на опытном участке. Это были натурные испытания на полноценной насыпи, сооруженной на территории СибАДИ. Мы около месяца активно увлажняли ее, а затем проводили мониторинг, смотрели, каким образом деформируется покрытие при создании самых неблагоприятных условий. В наших исследованиях очень помог филиал омского ТГК: они обеспечили нам опытный участок, оказывали посильную помощь.
– Эксперимент дал положительный результат?
– Да, мы сняли вопрос пучинообразования. Сейчас эти исследования продолжаются, но рассматриваются другие вопросы. Наш молодой сотрудник исследует устойчивость золошлакового земляного полотна при динамических воздействиях, т. е. насколько постоянный поток машин может воздействовать на конструкцию.
– За рубежом есть похожие идеи?
– Золошлаки используются в дорожном строительстве по всему миру начиная с развитых стран – США, Франции, Германии и заканчивая развивающимися, например Индией. Процент использования составляет от 20 до 100. В Германии, например, законодательно запрещено сооружать золоотвалы – вся зола идет на строительство. Я видел исследования по опыту применения золы в качестве земляного полотна в Индии, Франции, США, но в этих странах климат существенно отличается от нашего: зимы мягче, соответственно, вопрос морозного пучения для них не актуален.
– Евгений, ваша разработка уже где-то применялась?
– Золошлаки используются уже давно. В Омске есть дороги, построенные с их помощью, но там они используются как основание дорожной одежды с добавлением цемента. Летом этого года по моей тематике начал реализовываться большой проект в районе города Каширы в Московской области – транспортная развязка, где используются золошлаковые смеси с местной каширской ТЭЦ. Насыпь из золошлаковой смеси будет достигать 16 метров, это примерно высота пятиэтажного здания. Проект идет к завершению.
– Использование золошлаков имеет особенности: их нужно предварительно проливать водой, трамбовать и т. д?
– Этот материал требует большего увлажнения по сравнению с традиционными грунтами. Если суглинок нужно довести до влажности 17-18 процентов, то здесь оптимально порядка 30 процентов. Но это не существенно сказывается на технологии, она в принципе похожа на сооружение насыпи из песка.
– Золошлаки отличаются по своим свойствам? Есть ли разница для строительства, какой уголь использует ТЭЦ?
– Конечно. В Омске используются два угля – кузнецкий и экибастузский. Кроме того, многое зависит от технологии сжигания, т. е. от конкретной ТЭЦ и способа удаления золы. Каждая золошлаковая смесь перед началом строительства должна пройти контроль, получить паспорт – какими свойствами обладает тот или иной материал. Согласно этому идет применение в дорожном строительстве. Какие-то смеси мы рекомендуем применять именно в земляном полотне, а какие-то для этой цели категорически не подходят, их можно использовать, допустим, для строительства дорожной одежды (от ред.: вместо щебня).
Золощлаковые смеси омских ТЭЦ мы рекомендуем именно для отсыпки земляного полотна. Материал не подходит для дорожной одежды. Например, в Кемерове технология сжигания другая, и получается крупнозернистая золошлаковая смесь, которую лучше применять в дорожной одежде.
– И какой из способов сжигания лучше?
– Тот, который применяется в Омске, менее эффективен с точки зрения затрат энергии, которая идет на удаление золы. Для этого необходимо достаточно много воды, которая выносит золу по трубопроводу. Скажем, на ТЭЦ-5 трубопровод для удаления золошлаковой смеси имеет протяженность 17 километров. Кроме того, у нас плохо реализован отбор сухой золы, а он мог быть дать толчок для развития другого строительства, например, укрепления грунтов.
– Вы завершили разработку темы, чем займетесь дальше?
– Да, 26 февраля 2015 года я защитил по ней кандидатскую диссертацию. Как будет проходить моя научная деятельность, пока не знаю. Науку сейчас достаточно сложно продвигать, потому что это занятие не позволяет полностью обеспечивать себя материально. Я несколько переквалифицировался и сейчас параллельно с работой в вузе, где преподаю и веду научные разработки, работаю инженером в компании «Автодорпроект». Мы проектируем автомобильные дороги, в том числе по Омску, области, в целом по России. В частности, наша организация разрабатывала проект и рабочую документацию по реконструкции улицы Андрианова. Я делал небольшие проекты ремонтов дорог в Якутии, областных дорог местного значения до небольших населенных пунктов, нескольких автодорожных подходов к мостам в Тевризском районе. Их строительство будет вестись в 2016-2017 годах.
– Евгений, а вне работы у вас есть хобби?
– Я с 12 лет занимаюсь спортом – кандидат в мастера спорта по пулевой стрельбе. Регулярно выступаю за команду Омского района на празднике «Королева спорта». Сейчас времени на тренировки остается меньше, поскольку работы много.
