Дослідження можливості використання відходів паперового виробництва в шарах дорожнього одягу при капітальному ремонті автомобільної дороги у Львівській області
Автор: Баранович Яромир Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Будівництво та цивільна інженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Баранович Яромир Васильович, керівник Соболь Х.С., професор кафедри АДМ. «Дослідження можливості використання відходів паперового виробництва в шарах дорожнього одягу при капітальному ремонті автомобільної дороги у Львівській області». Магістерська кваліфікаційна робота – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2024 р. Розширена анотація Через вплив війни українська інфраструктура зазнала значних руйнуваннь та змусила переглянути пріоритети її розвитку. Дороги, які були проблемою на шляху до європейської інтеграції, тепер потребують модернізації з урахуванням нових реалій. Дорожнє будівництво, яке завжди було ресурсомістким і мало значний вплив на навколишнє середовище, вимагає альтернативних рішень, наприклад таких як використання відходів паперового виробництва в шарах дорожнього одягу. Це не лише економічно вигідно та екологічно чисто, але й зменшує кількість відходів промисловості. Дороги у Львівській області зазнають значного навантаження від інтенсивного транспортного руху, а також впливу несприятливих кліматичних умов, що спричиняє швидке руйнування дорожнього покриття. Часті деформації, тріщини, ями та нерівності не тільки знижують комфортність поїздок, але й підвищують ризик дорожньо-транспортних пригод. Проведення капітального ремонту із застосуванням сучасних технологій є необхідним для подолання цих проблем та забезпечення тривалого терміну експлуатації дороги. Проєктована ділянка автомобільної дороги знаходиться у Львівському районі , на території Львівської області та проходить через населений пункт Красне. Ця дорога є важливою магістраллю в мережі автомобільних доріг країни, яка з’єднує основні адміністративні та промислові центри, перетинається з кількома трасами державного та місцевого значення та проходить територією Львівської області. Потреба в капітальному ремонті цієї ділянки вулиці зумовлена поганим станом дорожнього покриття та невідповідністю транспортно-експлуатаційних характеристик вимогам державних нормативних документів. Проект капітального ремонту дозволить підвищити безпеку руху, створити комфортні умови для перевезення пасажирів і вантажів, забезпечити надійний транспортний зв’язок. Стабілізація ґрунтів є надважливим чинником для забезпечення стійкості та довговічності дорожнього полотна, особливо на ділянках із ґрунтами які не володіють достатньою несучою здатністю. Вплив інтенсивного руху транспорту, призводить до деформації та руйнування дорожнього покриття. Дослідження можливостей використання відходів паперового виробництва(ВПВ), які мають гідравлічні властивості та утворюють тверднучі системи, є інноваційним методом зміцнення ґрунтів і оптимізації витрат на будівництво та зменшення впливу на навколишнє середовище. Одним з основних способів підвищення стійкості дорожнього покриття є збільшення міцності та несучої здатності дорожньої основи та земляного полотна. Це дозволяє зменшити потрібну товщину покриття. Зазначений підхід є економічно доцільнішим, оскільки він базується на максимальному використанні властивостей матеріалів. Отже, дослідження показали, що відходи паперового виробництва можуть ефективно використовуватися для зміцнення суглинку, не поступаючись властивостями ґрунту укріпленого портландцементом. Замінивши 10% маси портландцементу на 14% маси відходів паперового виробництва дозволяє досягти необхідних показників міцності та морозостійкості ґрунту. Ще одним завданням даної роботи було забезпечення оптимального співвідношення між хімічною та мінеральною добавками для отримання кращої структури бетону з покращеними експлуатаційними властивостями. Суть планування експериментів з використанням цього методу полягає у встановленні математичної залежності між заданими властивостями і складом чи витратою матеріалів. Оскільки цементобетонне дорожнє покриття є однією з найбільш витратних конструкцій у дорожньому будівництві. Використання відходів паперового виробництва (ВПВ) для часткової заміни в’яжучого матеріалу в дорожньому цементобетоні може сприяти зниженню вартості матеріалу та мінімізації негативного впливу на навколишнє середовище, що важливо для дорожнього будівництва. Тому цілком доцільно провести дослідження щодо можливості використання ВПВ як додаткового цементуючого матеріалу для заміни частини портландцементу у бетоні для дорожнього покриття. Досліджувані бетони були піддані випробуванням на 3, 7, 28, 56 і 180 добу твердіння для визначення міцності на стиск, а також на 3, 28 і 180 добу для визначення міцності на розтяг при згині. Отримані результати показали, що збільшення кількості відходів паперового виробництва (ВПВ) у складі бетону призводить до незначного зниження його стандартної міцності на стиск. Проте на 180-й добу твердіння міцність зразків бетону складу 2 з додаванням 5% мас. ВПВ виявилася такою ж, як у контрольних зразках без ВПВ. Стандартна міцність на стиск бетону складу 2 відповідає класу С40/50. Оскільки при дослідженні було встановлено що відходи паперового виробництва мають в’яжучі властивості то їх можна використовувати для укріплення ґрунтів та заміни частини портландцементу з метою економії спорудження автомобільних доріг та зменшення впливу на анавколишнє середовище. Об’єкт дослідження: дослідження можливості використання відходів паперового виробництва в шарах дорожнього одягу. Предмет дослідження: розроблення проектної документації на капітальний ремонт автомобільної дороги з використанням відходів паперового виробництва в шарах дорожнього одягу. Мета дослідження: розроблення проєктно-кошторисної документації на капітальний ремонт автомобільної дороги у Львівській області та дослідження можливості використання відходів паперового виробництва у шарах дорожнього одягу. Розроблений проект капітального ремонту даної ділянки дороги відповідає вимогам ДБН В.2.3-4:2015 «Автомобільні дороги». Проведені дослідження показали що використання відходів паперового виробництва в шарах дорожнього одягу має значний економічний ефект та зменшує вплив на навколишнє середовище. Ключові слова: капітальний ремонт, відходи паперового виробництва, портландцемент, цементобетон, укріплення грунтів . Список використаної літератури: 1. ДБН В.2.3-4: 2015 Автомобільні дороги 2. ДСТУ 8747:2017 Автомобільні дороги. Види та перелік робіт з ремонтів та експлуатаційного утримання. 3. Oleksii Hunyak, Volodymyr Hidei, Khrystyna Sobol, Nadiya Petrovska Valorization of Wastepaper Sludge Ash as Supplementary Cementitious Material in Concrete. Proceedings of EcoComfort 2022 (pp.94-100). 4. Шепелюк, І. Р., Шепелюк, О. О., Салдан, Р. Й., Лютий, П. В. Напрями використання скопу целюлозно-паперового виробництва. Науковий вісник НЛТУ України, 2014. 24(9). 171-174. 5. Frias M., Garcia R., Vigil R.,Ferreiro S. Calcinations of art paper sludge waste for the use as a supplementary cementing material. Appl Clay Sci 2001. 42(1-2) 189-193.