МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СОЮЗДОРНИИ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ГРУНТОВ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ МЕДЛЕННОТВЕРДЕЮЩИМИ ВЯЖУЩИМИ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

 

 

 

Утверждены зам. директора Союздорнии

канд. техн. наук Б.С. Марышевым

Одобрены Главным техническим

управлением Минтрансстроя СССР

(решение № 373-4д от 13.12.83)

 

Москва 1985

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ГРУНТОВ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ МЕДЛЕННОТВЕРДЕЮЩИМИ ВЯЖУЩИМИ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ. Союздорнии. М., 1985.

Приведены требования к грунтам и каменным материалам, медленнотвердеющим вяжущим и укрепленным материалам.

Указан ориентировочный расход вяжущего для получения требуемых расчетных характеристик укрепленного материала.

Изложена технология устройства слоев дорожных одежд при температуре воздуха до минус 15 °С. В основу предложенных способов положен метод раннего замораживания, позволяющий в максимальной степени повысить темпы строительства при отрицательных температурах. Технология разработана на основе теоретических и экспериментальных исследований, результатов строительства опытных участков во II - V дорожно-климатических зонах и наблюдений за их службой.

Предназначены для проектных и строительных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Продление строительного сезона за счет проведения дорожно-строительных работ при пониженных положительных и отрицательных температурах имеет большое народнохозяйственное значение.

Как показывают исследования, наибольший эффект при продлении строительного сезона дает применение метода раннего замораживания, основанного на замораживании цементоминеральных материалов до начала их схватывания. Практически реализовать этот метод можно, используя вместо цемента медленнотвердеющие вяжущие, не имеющие выраженного срока схватывания: сланцевые золы уноса; малоактивные золы уноса, активированные известью; бокситовые и нефелиновые шламы; тонкомолотые фосфорные шлаки, активированные известью или цементной пылью, т.е. вяжущие, полученные из отходов промышленности.

Отходы промышленности - крупный резерв пополнения дорожно-строительных материалов, позволяющий экономить портландцемент и способствующий охране окружающей среды.

На основе проведенных Омским, Казахским и Ленинградским филиалами Союздорнии исследований и опытных работ составлены «Методические рекомендации по укреплению грунтов и других материалов медленнотвердеющими вяжущими при пониженных положительных и отрицательных температурах».

Настоящие «Методические рекомендации» разработали канд. техн. наук Б.В. Белоусов, инженеры В.М. Бескровный и А.А. Лыткин (Омский филиал Союздорнии), кандидаты технических наук Б.А. Асматулаев (Казахский филиал Союздорнии) и М.Г. Мельникова (Ленинградский филиал Союздорнии).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие «Методические рекомендации по укреплению грунтов и других материалов медленно твердеющими вяжущими при пониженных положительных и отрицательных температурах» разработаны в развитие и дополнение «Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов» СН 25-74 (М.: Стройиздат, 1975) в вопросах, касающихся укрепления грунтов минеральными вяжущими материалами.

1.2. «Методические рекомендации» предназначены для использования во II - V дорожно-климатических зонах в условиях отрицательных (не ниже минус 15 °С) и пониженных положительных температур (не выше 5 °С) при устройстве дорожных оснований и покрытий из грунтов и каменных материалов, укрепленных медленнотвердеющими вяжущими.

Рассмотрены также вопросы применения отвального нефелинового и бокситового шламов в чистом виде для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог.

1.3. В качестве медленнотвердеющих можно использовать вяжущие, не имеющие выраженного срока схватывания и твердеющие в нормальных условиях в течение 6 мес и более.

1.4. Основания и покрытия из грунтов и других материалов, укрепленных медленнотвердеющими вяжущими, при пониженных положительных температурах следует строить в соответствии с требованиями СН 25-74 к устройству слоев дорожных одежд из грунтов, укрепленных минеральными вяжущими при положительных температурах.

1.5. При отрицательных температурах основания и покрытия из крупнообломочных и песчаных грунтов, укрепленных медленнотвердеющим вяжущим, нужно устраивать из смесей, приготовленных в установке, а основания и покрытия из суглинистых и супесчаных грунтов, укрепленных сланцевой золой уноса, из щебня, укрепленного в верхней части бокситовым или нефелиновым шламом, и из отвального шлама в чистом виде - из смесей, приготовленных на месте производства работ.

1.6. Длину сменной захватки следует назначать в пределах 150 - 300 м в зависимости от начальной температуры вывозимой смеси, температуры воздуха, скорости ветра, дальности транспортировки, обеспеченности транспортом и дорожно-строительными механизмами, толщины укладываемого слоя и уточнять в процессе производства работ.

1.7. Строительство оснований или покрытий рекомендуется вести в две смены, а в третью смену производить профилактический ремонт и обслуживание машин и механизмов.

1.8. Строить дорожные основания и покрытия при пониженных положительных и отрицательных температурах воздуха можно при наличии проектов производства работ или технологических карт.

1.9. При составлении проекта производства работ начало и конец периода с пониженными положительными и отрицательными температурами следует определять по данным метеорологических станций района строительства.

1.10. Земляное полотно, подготовленное для устройства основания при отрицательных или при пониженных положительных температурах, должно быть серповидного профиля и удовлетворять требованиям соответствующих глав СНиП III-40-78 (М.: Стройиздат, 1979).

1.11. С целью устранить преждевременное смерзание и облегчить уплотнение укрепленного материала при отрицательных температурах в смесь можно добавлять противоморозные добавки.

1.12. В качестве противоморозных добавок могут выступать хлористый кальций и хлористый натрий (как совместно, так и отдельно), а также естественные рассолы местных соленых озер. При технико-экономическом обосновании и при условии, что полученный укрепленный материал будет отвечать требованиям по прочности, не исключается возможность применения других соединений.

1.13. Конструировать дорожную одежду со слоями из материалов, укрепленных медленнотвердеющими вяжущими, следует в соответствии с «Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-83 Минтрансстроя и альбомами типовых конструкций дорожных одежд Союздорпроекта, назначая расчетные характеристики согласно пп. 2.27 и 2.28 настоящих «Методических рекомендаций» в зависимости от видов укрепляемого материала и вяжущих.

Материалы, укрепленные медленнотвердеющими вяжущими, а также отвальный нефелиновый и бокситовый шламы в чистом виде следует применять для устройства слоев оснований на дорогах I - III категорий и покрытий на дорогах IV - V категорий.

На покрытиях из материалов, укрепленных медленнотвердеющими вяжущими, или из отвального нефелинового или бокситового шлама в чистом виде необходимо устраивать слой износа в виде двойной поверхностной обработки. Слой износа нужно устраивать после полного оттаивания покрытия согласно правилам производства работ, изложенным в пп. 10.18 и 10.19 СНиП III-40-78.

2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ

Грунты и каменные материалы

2.1. Укреплять медленнотвердеющими вяжущими при пониженных положительных и отрицательных температурах можно все виды крупнообломочных, песчаных, супесчаных грунтов и суглинистые грунты с числом пластичности не более 12. Укрепляемые грунты должны удовлетворять требованиям СН 25-74.

2.2. Щебень для устройства оснований и покрытий, обработанных в верхней части нефелиновым или бокситовым шламом, должен иметь размер зерен 40 - 70 или 20 - 40 мм и удовлетворять требованиям СНиП III-40-78 к материалам для щебеночных оснований, устраиваемых способом заклинки.

2.3. Чтобы избежать загрязнения, щебеночные, гравийные и песчаные материалы следует хранить в штабелях на открытых выровненных чистых площадках с твердым покрытием.

Во избежание смерзания влажность песка, щебня и гравия при хранении в штабеле не должна превышать 3 - 4 %. Применение смерзшегося песка допускается только после отсева комьев крупнее 10 мм.

Медленнотвердеющие вяжущие

2.4. Для укрепления грунтов и каменных материалов в качестве медленнотвердеющих вяжущих следует использовать тонкомолотый фосфорный гранулированный шлак, активированный известью или цементной пылью, малоактивные золы уноса от сжигания углей, активированные известью, сланцевые золы уноса, нефелиновый и бокситовый шламы.

2.5. Тонкомолотый фосфорный гранулированный шлак обладает скрытой гидравлической активностью, для проявления которой нужно добавлять известь или цементную пыль.

2.6. Фосфорные гранулированные шлаки применяют непосредственно после грануляции и заранее заготовленные независимо от срока хранения. Фосфорный гранулированный шлак, предназначенный для приготовления вяжущего, должен отвечать требованиям ГОСТ 3476-74.

2.7. Активированный фосфорный шлак, получаемый совместным помолом фосфорного гранулированного шлака и добавок извести или цементной пыли, должен удовлетворять требованиям ВСН 22-78 Минавтодора КазССР «Шлаки активированные фосфорные гранулированные для дорожного строительства».

2.8. Малоактивные золы уноса - отход тепловых электростанций от сжигания каменного угля - должны содержать следующие компоненты:

%

SiO2.............................................................. 40 - 65

Al2O3............................................................. 16 - 28

Fе2O3............................................................. 2,5 - 16

СаО............................................................... 2 - 11

2.9. Можно использовать малоактивные золы уноса сухого отбора и гидроудаления независимо от срока хранения. Обязательны добавки извести (в пересчете на активные СаO + MgО): 15 - 20 % массы получаемого вяжущего при использовании зол сухого отбора, 20 - 25 % - зол гидроудаления.

2.10. Малоактивные золы уноса следует смешивать с комовой негашеной известью при совместном помоле, а с известью-пушонкой или молотой негашеной известью - в смесительных установках принудительного действия при приготовлении золоминеральных смесей.

2.11. Сланцевая зола уноса должна отвечать требованиям «Технических указаний по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог» ВСН 185-75 Минтрансстроя.

2.12. Удельная поверхность сланцевой золы уноса, предназначаемой для устройства слоев оснований дорожных одежд или морозозащитных слоев, должна быть не менее 3000 см2/г, для укрепления верхней части земляного полотна - не менее 1200 см2/г.

2.13. Нефелиновый и бокситовый шламы представляют собой твердый остаток от выщелачивания глиноземосодержащего спека при производстве глинозема из нефелиновых или бокситовых руд. Указанные шламы должны отвечать требованиям ТУ 48-2853-3/0-83 Министерства цветной металлургии СССР на отвальный красный шлам для дорожного строительства.

2.14. Можно использовать шламы как текущего производства, так и из отвалов или штабелей, независимо от срока хранения.

2.15. Хранить нефелиновый и бокситовый шламы для сохранения его влажности и положительных температур следует в специальных ямах вместимостью 7 - 15 тыс. м3, стенки и дно которых имеют твердое покрытие, исключающее загрязнение шлама. Допускается также хранить шламы в штабелях на открытых площадках с твердым покрытием.

2.16. Цементная пыль, применяемая для активации фосфорного гранулированного шлака, не должна содержать комков и посторонних примесей. Хранить и транспортировать цементную пыль следует так же, как и цемент. В цементной пыли должно быть не менее 4 % щелочных окислов и не менее 4 % свободной извести.

2.17. Рекомендуемая оптимальная добавка цементной пыли для активации фосфорных шлаков - 8 - 10 % массы.

2.18. Известь, используемая для активации фосфорных гранулированных шлаков и малоактивных зол уноса, должна содержать активных СаО + МgО не менее 70 %.

При технико-экономическом обосновании можно применять известь с меньшим содержанием активных СаО + МgО или известьсодержащие отходы промышленности (например, отходы сахарной промышленности и др.), увеличивая их количество в соответствии с фактической их активностью и одновременным снижением на эту же величину количества тонкодисперсной части укрепленного материала.

2.19. Оптимальная добавка извести при активации фосфорных гранулированных шлаков - 9 - 10 % массы. При активации малоактивных зол уноса оптимальную добавку следует определять по методике, изложенной в «Технических указаниях по строительству слоев дорожных одежд из местных материалов, укрепленных вяжущим на основе малоактивных зол уноса» ВСН 24-78 Минавтодора КазССР.

2.20. Хранить порошкообразные вяжущие, известь и цементную пыль необходимо на складах, оборудованных механизированной приемкой материалов из железнодорожных вагонов или цементовозов и подачей их в дозаторное отделение завода.

Противоморозные добавки

2.21. При строительстве дорог в условиях отрицательных температур рекомендуется вводить в смесь хлористый натрий, хлористый кальций или их совместно в качестве противоморозных добавок. Указанные добавки должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТов и технических условий.

Допускается также использовать как противоморозные добавки естественные рассолы, содержащие указанные соли в сочетании с МgСl2. Общее количество солей не должно превышать 1,5 % массы сухой смеси.