Определение расчетной толщины теплоизоляции из золошлаковых отходов
Ключевые слова:
пенополистирол, морозное пучение, теплоизоляция, золошлаковые отходы, тепловые расчеты, толщина теплоизоляцииАннотация
Земляное полотно железнодорожного пути зачастую подвержено деформациям. Это происходит из-за изменения его теплофизических, физико-механических и физико-химических характеристик. Развитие деформаций в связи с осадкой оттаивающих грунтов или их пучения в результате промерзания представляет собой сложный многофакторный процесс. Для борьбы с указанными явлениями в настоящее время применяют теплоизоляционный слой из плит экструдированного пенополистирола. Однако, как показывает опыт эксплуатации данного материала, он имеет ряд недостатков, которые напрямую влияют на стабильность земляного полотна. Одним из возможных заменителей для теплоизоляции земляного полотна можно рассмотреть новый материал, производимый из золошлаковых отходов. Лабораторные исследования подтверждают, что он по теплоемкости и теплопроводности немного уступает экструдированному пенополистиролу, однако его прочность при одноосном сжатии значительно выше. В статье приведены качественные и количественные характеристики обоих материалов, представлены результаты расчетов, проведенных в программном комплексе Frost 3D Universal по определению расчетной толщины теплоизоляционного слоя, изготовленного на основе золошлаковых отходов. С целью установления зависимости толщины нового материала от суммы градусо-суток отрицательных температур за год, расчеты проведены при разных климатических условиях. По их результатам выявлено, что этот образец может использоваться в качестве защитного теплоизоляционного слоя на основной площадке земляного полотна для предотвращения образования пучин. Найдена линия тренда, выраженная функциональной зависимостью, для определения толщины теплоизоляции при разных климатических условиях.
Библиографические ссылки
Об утверждении Транспортной стратегии Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года : распоряжение Правительства Рос. Федерации от 27.11.2021 г. № 3363-р. (ред. 06.11.2024). Доступ из справ.-прав. системы «Консуль-тантПлюс».
Мнения и оценки. Композиты приходят на железную дорогу // Гудок : сайт. URL : https://gudok.ru/content/infrastructure/1571044/ (Дата обращения 18.08.2025).
Экспериментальная технология в геотехнике / С.Я. Луцкий, В.А. Шмелев, А.Ю. Бурукин и др. // Путь и путевое хозяйство. 2012. № 11. С. 17–20.
Кирпичников К.А., Дашинимаев З.Б., Баклаженко А.Г. Способ стабилизации земляного полотна в районах распространения вечной мерзлоты с применением инновационных материалов // Образование – Наука – Производство : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2018. Т. 1. С. 92–96.
Валиев Н.А., Кондратьев В.Г. Эксперименты по стабилизации земляного полотна на центральном участке Байкало-Амурской магистрали с помощью солнцеосадкозащитных навесов // Инженерная геология. 2015. № 4. С. 56–63.
Валиев Н.А., Кондратьев В.Г. Результаты опытно-экспериментальных работ по охлаждению многолетнемерзлых грунтов в основании железнодорожного пути на центральном участке БАМ // Материалы Пятой конференции геокриологов России. МГУ им. М.В. Ломоносова. М, 2016. Т. 1. С. 168–175.
Валиев Н.А. Термокомплекс, защита от деградации оснований земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы десятой Междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2019. Т. 1. С. 538–541.
Использование синтетических теплоизоляторов для сохранения мерзлотных условий в основании железнодорожной насыпи / Е.С. Ашпиз, Л.Н. Хрусталев, Л.В. Емельянова и др. // Криосфера земли. 2008. Т. 12. № 2. С. 84–89.
Сабельников К.И., Туманов Д.О. Недостатки содержания плит пенополистирола в условиях эксплуатации на железной дороге // Научный аспект. 2024. Т. 51. № 6. С. 6493–6499.
Утилизация паровозных шлаков в составах композиционных материалов для усиления земляного полотна железнодорожного пути / Н.Д. Шаванов, П.П. Панков, Д.В. Бесполитов и др. // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2024. № 1 (91). С. 63–73.
Туманов Д.О., Ковенькин Д.А. Анализ возможности применения материала на основе золошлаковых отходов для усиления основания земляного полотна // Железнодорожный транспорт и технологии (RTT-2023) : сб. тр. Междунар. науч.-практ. конф. Екатеринбург, 2023. Вып. 1 (256). С. 160–163.
Шаванов Н.Д. Технико-экономическое обоснование вовлечения золошлаковых отходов в дорожное строительство // Развитие малого предпринимательства в Байкальском регионе : материалы V междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2022. С. 247–252.
Коновалова Н.А., Мелешин Э.Е., Шаванов Н.Д. Изучение свойств золошлаковых смесей для утилизации в составах дорожно-строительных материалов // Биологические и географические аспекты экологии человека : материалы Всерос. науч. конф. Сыктывкар, 2022. С. 60–64.
Иванов Е.В., Исаков А.Л., Сиротюк В.В. Экспериментальное исследование и математическое моделирование промерзания земляного полотна из золошлаковой смеси // Вестн. Сибир. гос. автомобил.-дорож. акад. 2013. № 3 (31). С. 71–76.
Frost 3D Universal Инженерные расчеты при проектировании на многолетнемерзлых грунтах // Научно-технический центр «Симмэйкерс» : сайт. URL : https://simmakers.ru/wp-content/uploads/2014/03/teplotechnicheskie-rashoti-v-stroitelstve1.pdf (Дата обращения: 26.08.2025).
СП 447.1325800.2019 Железные дороги в районах вечной мерзлоты. Основные положения проектирования : утв. приказом Минстроя РФ № 82/пр от 04.02.2019 (ред. 09.02.2023). Введ. 2019–08–05. М. : Минстрой России, 2019. 58 с.
СП 498.1325800.2020 Основания и фундаменты зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах. Требования к инженерной подготовке территории : утв. приказом Минстроя РФ № 910/пр от 30.12.2020. Введ. 2021–07–01. М. : Минстрой Рос-сии, 2021. 42 с.
СП 119.13330.2024 Железные дороги колеи 1520 мм : утв. приказом Минстроя РФ № 432/пр от 01.07.2024. Введ. 2024–08–02. М. : Минстрой России, 2024. 228 с.