МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СОЮЗДОРНИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЯЗНЫХ ГРУНТОВ, УКРЕПЛЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫМИ ИЛИ ОРГАНИЧЕСКИМИ ВЯЖУЩИМИ С ДОБАВКАМИ ПАВ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
Утверждены зам. директора Союздорнии кандидатом технических наук Б.С. Марышевым
Одобрены Главным техническим управлением Минтрансстроя (письмо № 373-4д/2 от 7.05.85)
Москва 1985
Разработаны новые методы комплексного укрепления связных грунтов с использованием минеральных или органических вяжущих с добавками ПАВ и промышленных отходов для строительства дорожных оснований в условиях I - V дорожно-климатических зон.
Приведены требования к вяжущим, добавкам, исходным и укрепленным связным грунтам, даны составы смесей, особенности технологии производства работ и правила техники безопасности при работе с применяемыми вяжущими материалами.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В «Методических рекомендациях по строительству оснований дорожных одежд с использованием связных грунтов, укрепленных минеральными или органическими вяжущими с добавками ПАВ и промышленных отходов» приведены новые способы комплексного укрепления связных грунтов с использованием традиционных вяжущих (цемента, каменноугольных дегтей и смол) в сочетании с добавками различных ПАВ и химических веществ, карбамидоформальдегидных смол и аминокомплексных соединений, составленных вяжущих из отходов промышленных производств, а также новый способ укрепления связных грунтов известковым молоком и усовершенствованная технология обработки указанных грунтов известью.
Разработаны и уточнены требования к укрепленным связным грунтам и исходным материалам.
Предложены рациональные составы смесей для строительства оснований и других слоев дорожных одежд в I - V дорожно-климатических зонах.
При разработке рекомендаций использованы авторские свидетельства № 487204, 546679, 876819, 360356, 804750, 834306, 481661, 469793, 655775, 863745.
Настоящие «Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук Т.М. Луканина, И.Л. Гурячков, инж. Р.Г. Кочеткова (Союздорнии), инж. В.П. Агафонцева (Ленинградский филиал Союздорнии), кандидаты технических наук З.И. Негуляева, В.К. Петренко (Среднеазиатский филиал Союздорнии), инж. Н.С. Дежина (Омский филиал Союздорнии), кандидаты технических наук Е.В. Каганович (Казахский филиал Союздорнии), Н.Ф. Сасько, И.П. Гаркавенко (Госдорнии), А.В. Левченко (Пермский сельскохозяйственный институт), В.А. Кейльман, В.П. Матуа (РИСИ), канд. хим. наук И.С. Масленникова (ЛИЭИ), канд. техн. наук В.С. Прокопец (СибАДИ), докт. техн. наук М.Н. Першин (ЛИСИ).
Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143900, г. Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для опытно-производственной проверки в широких масштабах при проектировании и строительстве оснований и других конструктивных слоев дорожных одежд из связных грунтов в различных климатических условиях, в том числе Севера и Сибири, включая I дорожно-климатическую зону.
1.2. «Методические рекомендации» включают:
новые составы смесей с использованием связных грунтов и различных вяжущих материалов: традиционных (цемента, битума, извести, каменноугольных вяжущих в сочетании с добавками ПАВ и химических веществ) и составленных вяжущих из отходов различных промышленных производств;
новые способы укрепления переувлажненных связных грунтов, имеющих влажность до 0,8 от влажности на границе текучести;
новые способы и технологию укрепления связных грунтов известью.
1.3. Использование настоящих «Методических рекомендаций» обеспечит:
получение на основе связных грунтов укрепленных материалов повышенной прочности, водо- и морозостойкости, теплоизолирующей способности, отвечающих в ряде случаев требованиям суровых климатических условий Севера и Сибири;
удлинение строительного сезона за счет применения аминокомплексов;
увеличение видов связных грунтов, пригодных для укрепления (например, засоленных с повышенным по сравнению с нормативными требованиями содержанием легкорастворимых солей и др.);
расширение области применения укрепленных связных грунтов в основаниях дорог, сооружаемых в различных природно-климатических условиях, включая I дорожно-климатическую зону;
экономию цемента и битума на 25 - 40 % по сравнению с установленной оптимальной нормой либо полную замену упомянутых традиционных вяжущих материалов.
1.4. Предлагаемые укрепленные связные грунты следует применять для устройства:
нижних слоев оснований и дополнительных слоев на дорогах I - IV категорий в I - V дорожно-климатических зонах. При этом допускается укреплять супеси, суглинки и глины с числом пластичности не более 20;
верхних слоев оснований на дорогах II - IV категорий в I - V дорожно-климатических зонах. При этом допускается укреплять различные супесчаные грунты. Под цементобетонные покрытия разрешается устраивать основания из укрепленных супесей и легких суглинков;
переходных и низших типов покрытий со слоями износа на дорогах IV - V категорий и на первой стадии двустадийного строительства дорог III категории во II - V дорожно-климатических зонах. Для устройства этих типов покрытий во II дорожно-климатической зоне рекомендуется использовать супесчаные и легкие суглинистые грунты.
1.5. Связные грунты (суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые, а также глины с числом пластичности не более 20), укрепленные известью либо аминокомплексными соединениями (АКС), либо исходными реагентами, используемыми для синтеза АКС, следует применять на дорогах всех категорий в нижних слоях оснований или дополнительных слоях в условиях II - III дорожно-климатических зон, либо в верхних слоях оснований в IV - V дорожно-климатических зонах.
1.6. Укрепленные связные грунты, которые рекомендуется использовать в нижних слоях оснований и дополнительных слоях на дорогах I - IV категорий в I - V дорожно-климатических зонах, должны удовлетворять требованиям ко II - III классам прочности, приведенным в табл. 1 «Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов» СН 25-74 (Госстрой СССР. М., 1975).
В 3-м типе местности по условиям увлажнения укрепленные связные грунты должны удовлетворять требованиям, изложенным в табл. 1 (II класс прочности) или табл. 3 «Инструкции» СН 25-74, либо табл. 1 и пп. 2.1 - 2.4 настоящих «Методических рекомендаций».
1.7. Укрепленные связные грунты, которые следует использовать в верхних слоях оснований на дорогах II - IV категорий в I - V дорожно-климатических зонах, должны удовлетворять требованиям к I или ко II классам прочности, приведенным в табл. 1 «Инструкции» СН 25-74 или табл. 1 настоящих «Методических рекомендаций».
Таблица 1
|
Физико-механические свойства укрепленных грунтов |
Показатель свойств укрепленных грунтов по классам прочности |
||
|
|
I |
II |
III |
|
Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов при 20 C, МПа |
4 - 2,5 |
2,5 - 1,5 |
1,5 - 1 |
|
Предел прочности на растяжение при изгибе водо-насыщенных образцов при 20 °С, МПа, не менее |
1 |
0,6 |
0,4 |
|
Водонасыщение, % объема, не более |
2 |
3 |
5 |
|
Коэффициент морозостойкости, не менее |
0,8 |
0,75 |
0,6 |
Примечания: 1. Показатели физико-механических свойств даны для образцов, твердевших 28 сут.
2. Для условий V дорожно-климатической зоны показатели прочности могут быть снижены на 25 %.
Для указанных категорий дорог, сооружаемых в IV - V дорожно-климатических зонах, разрешается использовать укрепленные связные грунты, отвечающие требованиям табл. 3 «Инструкции» СН 25-74.
Для оснований под цементобетонные покрытия рекомендуется применять укрепленные связные грунты, отвечающие требованиям к I - II классам прочности, изложенным в табл. 1 «Инструкции» СН 25-74.
1.8. Укрепленные связные грунты, рекомендуемые для устройства переходных или низших типов покрытий со слоями износа на дорогах IV - V категорий и на первой стадии двустадийного строительства дорог III категории во II - V дорожно-климатических зонах, должны удовлетворять требованиям к I классу прочности (см. табл. 1 «Инструкции» СН 25-74 и табл. 1 настоящих «Методических рекомендаций»).
Для указанных категорий дорог, сооружаемых в IV - V дорожно-климатических зонах, допускается использовать укрепленные связные грунты, отвечающие требованиям ко II классу прочности (см. упомянутые таблицы), а для переходных или низших типов покрытий - требованиям, изложенным в табл. 3 «Инструкции» СН 25-74.
1.9. Толщину дорожных одежд и отдельных конструктивных слоев с использованием укрепленных связных грунтов следует рассчитывать в соответствии с положениями действующих нормативно-технических документов. Значения расчетных характеристик нужно принимать в зависимости от класса прочности и вида вяжущего в соответствии с требованиями «Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-83.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УКРЕПЛЕННЫМ СВЯЗНЫМ ГРУНТАМ
2.1. Связные грунты, укрепленные портландцементом в сочетании с добавками ПАВ, химических или других веществ, а также минеральными составленными вяжущими из отходов промышленного производства либо карбамидоформальдегидными смолами, должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 1 «Инструкции» СН 25-74.
2.2. Связные грунты, укрепленные портландцементом или минеральными отходами промышленности в сочетании с органическими вяжущими или органическими отходами, либо карбамидоформальдегидными смолами с добавками нефти, должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 1 настоящих «Методических рекомендаций».
2.3. Связные грунты, укрепленные жидкими битумами, каменноугольными вяжущими или различными органическими отходами промышленных производств в сочетании с добавками ПАВ или других веществ, должны удовлетворять требованиям, изложенным в табл. 3 «Инструкции» СН 25-74.
2.4. Чтобы установить пригодность укрепленных грунтов для использования в условиях I дорожно-климатической зоны, образцы нужно испытывать на морозостойкость.
Для устройства верхнего слоя основания под сборное или монолитное цементобетонное покрытие или под покрытия капитальных дорожных одежд нежесткого типа пригодны укрепленные грунты, образцы из которых выдерживают 50 циклов замораживания-оттаивания при полном водонасыщении, для устройства нижнего слоя основания под те же покрытия - 30 циклов при капиллярном водонасыщении. Температура замораживания - минус 22 °С.
3. ТРЕБОВАНИЯ К УКРЕПЛЯЕМЫМ ГРУНТАМ
3.1. При устройстве оснований или других конструктивных слоев дорожных одежд из связных укрепленных грунтов можно применять супеси, суглинки, глины различного генезиса и химико-минералогического состава с числом пластичности не более 20.
3.2. Наиболее эффективны супесчаные грунты оптимального или близкого к оптимальному зерновому составу, а также суглинки легкие и легкие пылеватые.
3.3. Укреплять тяжелые суглинки и глины с числом пластичности от 17 до 20 можно после введения в них различных гранулометрических добавок: крупнозернистых песков, отходов камнедробления, гранулированных или отвальных доменных шлаков, дресвы и др.
3.4. Допускается применять связные грунты с числом пластичности не более 20 без улучшения зернового состава, если в качестве вяжущих используют известь или аминокомплексы, при влажности грунтов до 0,8 от влажности на границе текучести.
3.5. В дополнение к «Инструкции» СН 25-74 при укреплении грунтов известью содержание в них гумусовых веществ и величина рН грунта не регламентируются.
Заторфованные грунты и илы укреплять известью не допускается.
3.6. Каменноугольными дегтями и смолами, а также смолами тяжелыми улавливания (СТУ) без активных добавок можно укреплять супеси и суглинки всех разновидностей.
Если указанные вяжущие использовать совместно с известью (цементом) и добавками активных веществ, то можно эффективно укреплять связные грунты с числом пластичности от 4 до 20.
Кислые грунты (рН < 5,5), а также гумусовые горизонты черноземов с содержанием гумусовых веществ более 6 % укреплять каменноугольными вяжущими не следует.
3.7. Связные кислые грунты (рН < 6), в том числе с повышенной естественной влажностью, малопригодные для укрепления минеральными и другими вяжущими материалами, целесообразно укреплять карбамидоформальдегидными смолами.
3.8. В южных районах страны при укреплении лессовидных связных грунтов (супесей, суглинков и глин с числом пластичности не более 20) предпочтение следует отдавать карбонатным разновидностям с содержанием карбонатов кальция более 2 - 3 %. Содержание слюды в таких грунтах не должно превышать 1 % массы грунта.
3.9. При строительстве дорог в условиях сухого и жаркого климата Средней Азии, а также в других районах с аналогичными природно-климатическими условиями в дополнение к «Инструкции» СН 25-74 допускается укреплять сильно- и избыточно засоленные грунты при сульфатном и хлоридно-сульфатном засолении, а также грунты от слабо- до избыточно засоленных при содержании соды не более 3,5 %.
4. ТРЕБОВАНИЯ К ВЯЖУЩИМ, ПАВ И ПРОМЫШЛЕННЫМ ОТХОДАМ
4.1. Для укрепления связных грунтов рекомендуется использовать следующие вяжущие материалы:
портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент (ГОСТ 10178-76);
известь строительную 1, 2, 3-го сортов (ГОСТ 9179-77);
негашеную комовую, а также не сортовую известь и промышленные известковые отходы, назначая количество извести по содержанию в ней активных СаО + MgO;
