НАНОТЕХНОЛОГИИ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Нанотехнологии - это недавно разработанная технология, которая считается индустриальной революцией 21-го века. Это проектирование функциональных систем на молекулярном уровне. Разработки в области нанотехнологий имеют результатом продвинутые характеристики, прогноз и контроль свойств материалов на субмикронном уровне.

Наноуровень
Наноуровень относится к явлениям, в которых одно или несколько измерений будут иметь молекулярный (нанометрический) размер.
Нано - одна миллиардная часть единицы измерения
Нить ДНК - 2 нм в ширину
Человеческий волос составляет около 100 000 нм

Когда материя управляется на наноуровне, фундаментальные свойства, такие как температура, электричество, магнетизм, химические реакции и т. д.,  могут полностью измениться.

Качество и протяжённость дорог являются основными показателями, характеризующими экономическое благополучие любой страны. Политический и экономический успех любой страны зависит от развития инфраструктуры в этой стране. Исследования Всемирного банка показывают, что 10% инвестиций в дорожную инфраструктуру привели к 100% росту в экономике (т.е. 10-кратный мультипликативный эффект). В результате применения нанотехнологий в строительстве автодорог возникнут более безопасные, простые и экономически эффективные магистрали.

Возможности нано-технологичных химических веществ:

• Создают постоянный водоотталкивающий нано-слой на всех типах почв, агрегатов и других неорганических дорожно-строительных материалов.
• Реакция приводит к постоянным площадям путём преобразования водорастворимых силаноловых групп в водоотталкивающие силоксановые связи
• Силоксановая связь Si-O-Si является сильнейшей связью в природе, сохранившейся на протяжении веков
• Существенное снижение просачивания воды в почву и эрозии
• Они не выщелачиваются, ультрафиолетово устойчивы, обладают длительной и термической стабильностью

«Зикосойл» является одним из нанохимикатов, имеющих следующие технические характеристики
Цвет: прозрачный бледно-жёлтый
Содержание твердых веществ : 41 + / - 2 %
Растворитель: этиленгликоль
Точка вспышки: C 80o
Вязкость (25 oC): 200-800 cps
Растворимость: Образует прозрачный водный раствор и растворим в асфальте
• Значение ЦБР 2-10 менее четырёх дней в замоченном состоянии увеличивается до 10 - 70 при лечении препаратом «Зикосойл».
• Он постоянно взаимодействует с частицами почвы и делает поверхности водонепроницаемыми. Это улучшает несущие свойства различных типов распространяющихся и илистых почв.
• Все распространяющиеся почвы поглощают воду, расширяются и теряют силы. Почвы, изменённые с помощью препарата «Зикосойл», не позволяют воде промочить почву и впитаться в почву, в результате чего существенно уменьшается пластичность.
• «Зикосойл»,  будучи нано-модифицированным, сохраняет поры открытыми, чтобы избежать выпуска пара и не допустить проникновения воды.

МЕТОДОЛОГИЯ (Дорога Бхартана-Бхартали, выполненная отделом дорожного строительства при использовании администрацией Гуджарата нанотехнологии «Зикосойл»)

1. Земляные работы в области насыпи
полив и уплотнение осуществляются перед нанесением первого слоя на насыпи предусмотренной толщины.

2. Гидроизоляция

Почвенное ложе сжимается для достижения 95%-полярной плотности при оптимальной влажности. Процедура гидроизоляции почвы осуществляется в два цикла разбавленным раствором «Зикосойл-DG», с использованием метода «опрыскивание - просушка – опрыскивание».

3. Промежуточный гидроизолирующий слой почвы

Промежуточный слой почвы закладывается на выбранном для найма участке грунта.

4. Верхний гидроизолирующий слой

Для верхнего слоя выбран грунт, 1 кг «Зикосойл-DG» растворено в 800 литров воды (1:800) и распылено @ 2 л/ м2 (1 л/ м2 + 1 л/ м2 в два раза) по сплошному пласту.

(i) Капельный тест

Нанесите каплю воды на сухую поверхность. Если капля остаётся на поверхности, по крайней мере, 20-25 минут, не распространяясь и не поглощаясь, то поверхность является водонепроницаемой. Если это не так, прибавьте дополнительное время для просушки и повторите тест.

(ii) Тест капиллярного подъёма

Отметьте один квадратный метр площади как обработанной, так и необработанной почвы. Отметьте 6 дюймов в глубину и 3-дюймовый широкий канал вокруг обозначенной области. Заполните канал водой. Держите его наполненным водой в течение 6-8 часов, чтобы имитировать состояние проливных дождей. Верхняя поверхность, остающаяся сухой, указывает на то, что капиллярный подъём предотвращён в обработанном слое грунта.

4. Главный слой
Последний этап – такой  же, как при обычном типе битумного покрытия.

Процесс ремонтных работ и заделки выбоин
• Удалите рыхлую битумную обшивку, соединения и грунт
• Распылите разбавленный раствор так, чтобы полностью вымочить основную дорогу, в том числе 10-15 см верхней поверхности вокруг выбоины.
• Обеспечьте абсолютное заполнение поверхности выбоины путём распыления раствора из верхней части вертикальной поверхности, практически до тех пор, пока в нижней части сформируется лужица из раствора. Заполнение - ключ к тому, чтобы обеспечить полный успех.
• Дайте поверхности высохнуть и проверьте водоотталкивающие свойства.
• Заполните яму сгущённым асфальтом.
• Выполните обычную процедуру сжатия.

Нанесите каплю воды на сухую поверхность. Если капля остаётся на поверхности по крайней мере 20-25 минут без распространения и поглощения, то поверхность является водонепроницаемой. Если это не так, прибавьте дополнительное время для просушки и повторите тест.

(ii) Тест капиллярного подъёма

Отметьте по одному квадратному метру площади, как на обработанной, так и  на необработанной почве. Выкопайте канал на 6 дюймов в глубину и на 3 дюйма в ширину вокруг обозначенной области. Наполните канал водой. Держите его наполненным водой в течение 6-8 часов, чтобы имитировать состояние проливных дождей. Верхняя поверхность остаётся сухой, это указывает на то, что в обработанном слое грунта капиллярный подъём предотвращён.

Последний этап производится так же, как и обычный тип битумного покрытия.

Процедура для ремонтных работ и починки выбоин

• Удалите рыхлую битумную связку, агрегаты и почву
• Распылите разбавленный раствор так, чтобы полностью намочить дорожный фундамент, в том числе 10-15 см верхней поверхности вокруг выбоины
• Обеспечьте полное насыщение поверхности выбоины путём распыления раствора из верхней части вертикальной поверхности, практически до того момента, когда в нижней части формируется лужица из раствора. Насыщение является ключом к обеспечению полного успеха.
• Разрешите поверхности высохнуть и проверьте водоотталкивающие свойства.
• Заполните яму асфальтобетоном.
• Выполните обычную процедуру сжатия.