МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ГРУНТОВ МАЛОПРОЧНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ВЯЖУЩИМИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОРОГ (В ТОМ ЧИСЛЕ В НЕЧЕРНОЗЕМНЫХ ОБЛАСТЯХ РСФСР)

 

 

Одобрены Минтрансстроем

Москва 1978

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ГРУНТОВ, МАЛОПРОЧНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ВЯЖУЩИМИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОРОГ (В ТОМ ЧИСЛЕ В НЕЧЕРНОЗЕМНЫХ ОБЛАСТЯХ РСФСР). Союздорнии. М., 1978.

Рассмотрены методы комплексного укрепления различных грунтов, малопрочных каменных и других материалов, в том числе отходов промышленности, используемых в ряде случаев как самостоятельные вяжущие, а также технология устройства слоев дорожных одежд из указанных материалов.

Табл. 1.

Предисловие

«Методические рекомендации по укреплению грунтов, малопрочных каменных материалов и отходов промышленности вяжущими для использования их при строительстве дорог (в том числе в Нечерноземных областях РСФСР)» составлены в дополнение и развитие соответствующих положений «Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов» СН 25-74 (м., 1974).

В настоящих «Методических рекомендациях» рассмотрены методы комплексного укрепления различных местных грунтов и других материалов, в том числе отходов промышленности, используемых в ряде случаев как самостоятельные вяжущие, а также технология устройства слоев дорожных одежд из указанных материалов.

В «Методических рекомендациях» обобщены результаты исследований и опытного строительства, проведенных Союздорнии, Ленинградским и Среднеазиатским филиалами Союздорнии, а также учтены итоги работ Гипродорнии РСФСР и Госдорнии УССР и других научно-исследовательских и учебных институтов.

Настоящие «Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук И.Л. Гурячков, Т.М. Луканина, Р.А. Агапова, А.А. Фридман, А.С. Дудкин (Союздорнии), инженеры А.С. Сахновский (Ленинградский филиал Союздорнии), В.К. Петренко (Среднеазиатский филиал Союздорнии).

Замечания и предложения просьба направлять по адресу: 143900 Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.

Общие положения

1. Настоящие «Методические рекомендации» развивают отдельные положения «Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов» СН 25-74.

2. В «Методических рекомендациях» рассматриваются методы укрепления грунтов, малопрочных каменных и других материалов, отходов промышленности вяжущими (в том числе стандартными) в сочетании с добавками различных веществ, а также технология устройства слоев дорожных одежд на дорогах разных категорий в Нечерноземной зоне РСФСР и в условиях засушливого климата V дорожно-климатической зоны. Предлагаемые методы могут распространяться и на районы II, III, IV дорожно-климатических зон.

3. Применение этих методов допускается при условии, что земляное полотно отвечает действующим нормам проектирования автомобильных дорог (СНиП II-Д.5-72).

4. В зависимости от особенностей грунтов, районов их залегания, наличия отходов промышленности, применение которых в составах смесей экономически целесообразно, и других конкретных факторов для комплексного укрепления рекомендуется использовать:

в условиях северных и северо-западных областей Нечерноземной зоны - отходы ТЭС в виде зол уноса горючих сланцев, отвальные золошлаковые смеси, полученные после сжигания каменного угля или торфа, отходы фосфоритного производства, в том числе фосфоритные «хвосты», фосфогипс, пиритные огарки;

в условиях центральных областей Нечерноземной зоны - золы уноса каменного или бурого угля, отвальные золошлаковые смеси от сжигания тех же разновидностей угля, нефтяные гудроны, отходы черной металлургии в виде гранулированных доменных шлаков;

в условиях восточных и северо-восточных областей Нечерноземной зоны - нефтяные гудроны, сырые высокосмолистые нефти, гранулированные доменные шлаки, золы уноса и отвальные золошлаковые смеси каменных углей;

в условиях южных областей Нечерноземной зоны - золы уноса и отдельные золошлаковые смеси от сжигания бурых углей, нефтяные гудроны, гранулированные доменные шлаки, отходы угольной промышленности (так называемые «хвосты»), получаемые в результате обогащения углей на обогатительных фабриках;

в условиях V дорожно-климатической зоны - золы уноса бурых углей Ангренского бассейна, отходы угольной промышленности от обогащения углей, отходы масложиркомбинатов (госсиполовая смола).

5. Методы комплексного укрепления предусматривают наряду с использованием отходов промышленности введение в грунты или малопрочные каменные материалы добавок портландцемента в сочетании с небольшими дозами (или без них) активных химических веществ типа хлористого кальция или кальцинированной соды, а также битумных эмульсий, жидких битумов или сырых высокосмолистых нефтей в сочетании с гашеной или негашеной известью, поверхностно-активными веществами в виде сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ), госсиполовой смолы, катионактивной добавки Э-1.

6. Область применения тех или иных отходов промышленности (см. п. 4 настоящих «Методических рекомендаций») выбирают с учетом свойств и особенностей этих продуктов.

Золы уноса сухого отбора - отходы энергетической промышленности, используют в качестве либо самостоятельного медленнотвердеющего вяжущего, либо активной (гидравлической) добавки в сочетании с цементом или известью.

Золошлаковые смеси - искусственные смеси золы и шлака, образовавшиеся в отвалах ТЭС, - применяют в качестве гранулометрических малоактивных добавок для крупнообломочных несцементированных и песчаных грунтов. Золошлаковые смеси целесообразно также использовать как местный материал (искусственный грунт) для укрепления его цементом или известью.

Отходы фосфоритного производства («хвосты») и угольной промышленности можно применять как материал (искусственный грунт) для укрепления цементом или золой уноса в сочетании с добавками извести или хлористого кальция либо без них. Пиритные огарки применяют в небольших количествах при укреплении грунта портландцементом как активные добавки.

Нефтяные гудроны представляют собой остаточные фракции прямой перегонки нефти. Они используются как органическое вяжущее преимущественно в сочетании с портландцементом.

Гранулированные доменные шлаки - отходы черной металлургии, в тонкомолотом виде используют как медленнотвердеющее вяжущее, активность и скорость твердения которого можно существенно повысить введением небольших добавок извести, цемента или других веществ.

Госсиполовая смола, представляющая собой отход рафинирования растительных масел, используется как ПАВ в сочетании с добавками цемента или жидкого битума.

7. Рекомендуемые методы комплексного укрепления грунтов, малопрочных каменных материалов, а также различных отходов промышленности позволяют:

сэкономить (в среднем на 30 % и более) цемент или битум для укрепления отдельных разновидностей грунтов;

повысить прочность, водо- и морозостойкость укрепленных материалов;

улучшить технологические свойства укрепленных материалов;

расширить область использования укрепленных материалов в конструкциях дорожных одежд.

8. Целесообразность применения отходов промышленности устанавливают в каждом отдельном случае на основе технико-экономического обоснования и сравнения с традиционным решением. При этом учитывают свойства используемых отходов, дальность и стоимость их возки, экономию фондируемых вяжущих (цемента, битума) и другие факторы.

9. При устройстве укрепленных слоев дорожных одежд с использованием отходов промышленности рекомендуются следующие ориентировочные пределы экономически целесообразной дальности возки этих материалов:

для зол уноса сухого отбора (в качестве самостоятельного вяжущего) - не более 800 км по железной дороге;

зол уноса сухого отбора (в качестве активной гидравлической добавки) - не более 300 км по железной дороге;

золошлаковых смесей - не более 50 км автомобильным транспортом;

нефтяных гудронов и госсиполовой смолы - не более 300 - 400 км по железной дороге;

гранулированных доменных шлаков - не более 500 км по железной дороге;

фосфоритных «хвостов» и отходов угольной промышленности - не более 20 км автомобильным транспортом;

пиритных огарков - не более 100 км автомобильным транспортом.

10. Составы смесей из укрепляемых материалов, отходов промышленности и вяжущих подбирают и испытывают в лаборатории, руководствуясь приложениями 3, 4 «Инструкции» СН 25-74.

Укрепление грунтов и малопрочных каменных материалов с использованием отходов промышленности и вяжущих в условиях Нечерноземной зоны РСФСР

(требования к грунтам, малопрочным каменным материалам, отходам промышленности, вяжущим и составу их смесей)

11. Для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог в Нечерноземной зоне РСФСР укрепляют следующие грунты и малопрочные каменные материалы:

пески мелкие, средние, крупные, гравелистые, в том числе пылеватые одноразмерные; супесчаные и суглинистые грунты (пылеватые, легкие, тяжелые), имеющие, как правило, в условиях Нечерноземной зоны кислую среду (рН = 4 ÷ 6,5);

В ряде мест, преимущественно в районах центральной и южной части упомянутой зоны, распространены грунты с нейтральной или слабощелочной средой (рН = 6,5 ÷ 7,5), благоприятствующей укреплению таких грунтов минеральными вяжущими;

крупнообломочные малопрочные щебеночные, гравийные, дресвяные материалы разного генетического происхождения, в том числе кремнистые, содержащие значительное количество свободного кремнезема, преобладающие в районах северной, северо-западной и северо-восточной части Нечерноземной зоны, а также различные слабопрочные известняки, доломиты, мергели, песчаники, распространенные в основном в районах центральной, восточной и южной части Нечерноземной зоны.

В районах южной части Нечерноземной зоны, относящихся к III дорожно-климатической зоне, допускается использовать укрепленные тяжелые суглинки и глины.

12. Приведенные выше виды укрепляемых грунтов и малопрочных каменных материалов должны удовлетворять требованиям, изложенным в разд. 2 «Инструкции» СН 25-74.

Однако при этом необходимо учитывать следующее:

не рекомендуется укреплять грунты, имеющие рН ниже 4, а также различные валунно-гравелистые песчаники или валунные суглинки и глины, обработка которых требует существенных трудозатрат и дополнительного оборудования для отделения крупных обломков и валунов, чтобы предотвратить поломки рабочих органов грунтосмесительных линейных машин или стационарных установок и обеспечить однородность состава смесей;

допускается использовать в укрепленных слоях дорожных одежд без ограничения различные малопрочные щебеночные, гравелистые, дресвяные материалы, имеющие показатели по дробимости и износу больше максимально допустимых, соответствующих 4-му классу прочности.

13. Отходы промышленного производства, используемые для устройства укрепленных слоев дорожных одежд, должны удовлетворять следующим требованиям:

золы уноса, применяемые в качестве медленнотвердеющего вяжущего или активной гидравлической добавки в сочетании с цементом или известью, должны отвечать требованиям, изложенным в «Технических указаниях 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 (М., 1976). Расход зол уноса назначают в зависимости от вида укрепляемого грунта, нормируемых показателей свойств зол уноса и других факторо, также в соответствии с требованиями ВСН 185-75;

тяжелые суглинистые грунты укрепляют золами уноса сухого отбора в сочетании с небольшими добавками цемента или извести (2 - 4 % массы смеси);

золошлаковые смеси из отвалов ТЭС, применяемые как гранулометрические малоактивные добавки, должны удовлетворить требованиям СН 25-74. Расход золошлаковых смесей в этом случае назначают в количестве не менее 15 - 25 % массы смеси в сочетании с цементом (5 - 10 % массы смеси). Количество цемента или извести для укрепления золошлаковых смесей, используемых как искусственный грунт, назначают соответственно в пределах 6 - 8 % или 6 - 10 % массы смеси;

нефтяные гудроны, выступающие в качестве органических вяжущих в сочетании с портландцементом, должны удовлетворять техническим условиям на гудроны (см. таблицу), разработанным Гипродорнии Минавтодора РСФСР.

Наименование показателей

Значение показателей

Метод испытания по ГОСТ

Вязкость при 60 °С, сек,

25 - 100

ГОСТ 11503-74

Температура вспышки, °С, не ниже

120

ГОСТ 4333-48

Сцепление с песком

Выдерживает

ГОСТ 11508-74

Однородность

Удовлетворительнаях)

 

Вспениваемость

Отсутствуетх)

 

х) Контроль однородности и вспениваемости гудрона производится дополнительно.

Нефтяные гудроны используют при укреплении несвязных и некоторых видов связных грунтов (супесей, легких суглинков), как правило, в качестве капилляропрерывающих либо гидрофобизирующих поровое пространство грунта добавок в количестве 1 - 3 % массы грунта в сочетании с 6 - 10 % цемента. Нефтяные гудроны в сочетании с добавками цемента обеспечивают повышенную водо- и морозостойкость укрепляемого грунта;