МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СОЮЗДОРНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УМЕНЬШЕНИЮ РАСХОДА ЦЕМЕНТА И БИТУМА ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ МЕТОДАХ УКРЕПЛЕНИЯ ПЕСКОВ И СЛАБОСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В РАЙОНАХ г. СЕРПУХОВА г. МИНСКА В КАЛИНИНСКОЙ И ПСКОВСКОЙ ОБЛАСТЯХ И В СРЕДНЕЙ АЗИИ

Одобрены Минтрансстроем

Москва 1982

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УМЕНЬШЕНИЮ РАСХОДА ЦЕМЕНТА И БИТУМА ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ МЕТОДАХ УКРЕПЛЕНИЯ ПЕСКОВ И СЛАБОСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В РАЙОНАХ г. СЕРПУХОВА, г. МИНСКА, В КАЛИНИНСКОЙ И ПСКОВСКОЙ ОБЛАСТЯХ И В СРЕДНЕЙ АЗИИ. Союздорнии. М., 1982.

Показаны пути сокращения расхода дефицитных вяжущих материалов - цемента и битума, используемых при устройстве различных конструктивных слоев дорожных одежд из укрепленных грунтов на конкретных объектах Главдорстроя.

С этой целью в цементогрунтовую смесь вводятся небольшие добавки химических веществ либо дефицитный вязкий битум заменяется нефтяным гудроном или госсиполовой смолой, являющейся отходом промышленного производства.

Внедрение настоящих рекомендаций при строительстве автомобильных дорог в районах г. Минска, г. Серпухова, в Калининской и Псковской областях и в Средней Азии позволит уменьшить расход цемента на 15 - 20 %, битума на 30 - 70 % и даст ощутимый экономический эффект.

Табл. 5.

Предисловие

«Методические рекомендации по уменьшению расхода цемента и битума при комплексных методах укрепления песков и слабосвязных грунтов для строительства автомобильных дорог в районах г. Серпухова, г. Минска, в Калининской и Псковской областях и в Средней Азии» разработаны Союздорнии с участием его Ленинградского филиала. В них на основе обобщения результатов исследований и опытного строительства даются рекомендации по сокращению расхода цемента и вязкого битума на объектах Главдорстроя.

В настоящих «Методических рекомендациях» рассмотрены методы комплексного укрепления различных местных грунтов, позволившие, с одной стороны, путем использования добавок сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) или хлористого кальция CaCl2 уменьшить нормы расхода цемента по сравнению с фактическим, с другой - частично заменить дефинитный вязкий битум нефтяным гудроном или госсиполовой смолой.

Расход вяжущих и добавок приведен с учетом свойств укрепляемых грунтов и назначения укрепленного слоя в конструкции дорожной одежды.

Настоящие «Методические рекомендации» разработали кандидаты технических наук И.Л. Гурячков, А.А. Фридман, А.С. Дудкин.

Замечания и пожелания по данной работе направлять по адресу: 143900, Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.

1. Общие положения

1.1. В «Методических рекомендациях по уменьшению расхода цемента и битума при комплексных методах укрепления песков и слабосвязных грунтов для строительства автомобильных дорог в районах г. Серпухова, г. Минска, в Калининской и Псковской областях и в Средней Азии» приведены комплексные методы укрепления грунтов, позволяющие без снижения физико-механических свойств укрепленного материала:

уменьшить расход цемента путем использования добавок химических веществ;

частично заменить вязкий битум нефтяным гудроном или госсиполовой смолой, являющейся отходом промышленного производства.

1.2. Укреплять вяжущими можно разные виды местных грунтов, находящихся вблизи трассы строящихся автомобильных дорог, а именно:

различные гравийно-песчаные смеси или отходы (отсевы) обогащения и дробления гравия;

все виды песков, включая одноразмерные и пылеватые;

супесчаные грунты.

1.3. Укрепленный материал, полученный при меньшем расходе цемента, применяют для устройства основания под цементобетонное покрытие. При этом показатели физико-механических свойств укрепленного грунта должны отвечать требованиям 1 класса прочности, приведенным в табл. 1 «Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов» СН 25-74.

Грунты, укрепленные нефтяным гудроном или госсиполовой смолой в сочетании с добавкой цемента, рекомендуется применять взамен слоев дорожной одежды, содержащих вязкий битум, для устройства:

верхних слоев оснований или нижних слоев покрытий. При этом укрепленный материал должен отвечать требованиям I класса прочности, приведенным в табл. 2 «Инструкции» СН 25-74;

слоев оснований. В этом случае укрепленный грунт должен отвечать требованиям I - II классов прочности вышеуказанной табл. 2;

защитных слоев. Показатели физико-механических свойств таких укрепленных материалов должны быть такими же, как при укреплении песков битумной эмульсией, т.е. иметь следующие значения:

Предел прочности при сжатии неводонасыщенных

образцов при 20 °С, МПа, не менее................................................................. 0,4

То же, водонасыщенных образцов при 20 °С, МПа........................................ 0,3

Предел прочности при сжатии при 50 °С, МПа, не менее............................ 0,2

Капиллярное водонасыщение, % по объему, не более................................... 8,0

Коэффициент морозостойкости, не менее...................................................... 0,6

1.4. Внедрение настоящих рекомендаций в практику дорожного строительства позволит:

снизить расход портландцемента по сравнению с фактическим на 1 - 3 % массы смеси или на 40 - 80 т на 1 км дорожной одежды, устраиваемой с использованием укрепленного материала;

получить укрепленный материал с требуемыми или улучшенными показателями морозостойкости и деформативности;

заменить на 30 - 70 % дефицитный вязкий битум в смесях, предназначенных для устройства нижних слоев покрытий, верхних слоев оснований или оснований (в том числе и защитных слоев).

2. Требования к исходным материалам и добавкам

Грунты

2.1. Рекомендуемые для укрепления при строительстве автомобильных дорог в районе г. Серпухова и г. Минска грунты приведены в табл. 1.

2.2. Для дорог в Калининской и Псковской областях используют мелкий песок, песок средней крупности с включением гравия, а также песчано-гравийную смесь.

2.3. При строительстве дорог в Средней Азии применяют для укрепления следующие разновидности местных грунтов:

крупнообломочные грунты или смеси подобранного состава, в том числе различные отсевы и отходы дробления гравия;

пески разной крупности, включая мелкие одноразмерные, например барханные пески пустыни Каракумы.

Крупнообломочные грунты и подобранные смеси не должны содержать частиц крупнее 25 мм.

Вяжущие

2.4. Для укрепления указанных выше грунтов применяют:

портландцемент марки 400, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178-76 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»;

нефтяной гудрон в виде эмульсии. Вязкость его при 60 °С должна быть не менее 100 с, температура вспышки - не ниже 120 ??С. В качестве эмульгатора используют СДБ в количестве 3 - 3,5 % массы нефтяного гудрона. Пригодны также эмульгаторы, приведенные в ГОСТ 18859-73 «Эмульсии дорожные битумные», позволяющие получать эмульсии класса МА.

Для получения эмульсии нефтяной гудрон нагревают до температуры 100 - 110 °С. При использовании вязкого нефтяного гудрона температуру его нагрева повышают до 120 - 180 °С. Водный раствор эмульгатора необходимо нагревать до 75 - 80 °С. Доводить раствор эмульгатора до кипения категорически запрещается;

Таблица 1

Грунт

Карьер

Условия доставки грунта к смесителю

Рекомендуемые по проекту для дороги в районе г. Серпухова

Песок пылеватый

Резерв «Венюково»

Автовозка на 10 - 20 км

То же

Резерв «Сокольниково», скважина 31

То же

Супесь легкая

Резерв «Тупичино»

"

Дополнительно рекомендуемые Союздорнии

Песок мелкий

Резерв «Тупичино», скважины 32, 33

Автовозка на 10 - 20 км

 

Резерв «Домодедово», скважины 51, 52, 58

То же

 

Резерв «Тупичино», расчистки 60, 82

"

Рекомендуемые по проекту дороги в районе г. Минска

Песчано-гравийная смесь

Карьер «Дубровинский»

Железнодорожным транспортом на 400 - 500 км

То же

Карьер «Кохановский»

То же

Песок крупный

Выемка ПК 715

Автовозка на 15 - 20 км

Песок гравелистый

Резерв «Подстаринье»

То же

Песок средний (составленный)

50 % песчано-гравийной, смеси карьера «Дубровинский» 50 % песка намывного

Железнодорожным транспортом + автовозка на 15 - 20 км

 

50 % песчано-гравийной смеси карьера «Кохановский» + 50 % намывного песка

То же

Дополнительно рекомендуемые Союздорнии

Песок мелкий

Карьер «Кобрино»

Автовозка на 10 - 15 км

 

Резерв «Леснянский»

То же

 

Резерв «Залужье»

"

 

Гидронамыв р. Шара

"

 

То же, р. Ясельда

"

 

То же, р. Жегулянка

"

госсиполовую смолу - отход масложирокомбинатов. Свойства ее должны отвечать требованиям ОСТ 18-114-73, а вязкость при 80 С должна быть не менее 40 с.

Добавки химических веществ

2.5. Для уменьшения расхода цемента в цементо-грунтовых смесях предлагается применять следующие добавки:

сульфитно-дрожжевую бражку (ОСТ 8079-74 «Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки»);

хлористый кальций (ГОСТ 450-77 «Кальций хлористый технический. Технические условия»).

Эти добавки наиболее дешевы и доступны.

Не исключается возможность использования в качестве добавок других веществ: латекса СКС-65ГП (ГОСТ 10564-75 «Латекс синтетический СКС-65ГП»), гидрофобизирующей жидкости ГЖ 136-41 (ГОСТ 10834-70 «Жидкость гидрофобизирующая 136-41»), полимерно-синтетической поверхностно-активной добавки СПД (ТУ 38-101253-77).

Изменение норм расхода цемента при использовании указанных веществ в качестве добавок показано в табл. 2.

Таблица 2

Укрепляемый грунт

Расход цемента, % массы смеси

без добавок

с добавками

Пески мелкие, в том числе одноразмерные

12

10

Пески пылеватые

13

11

Супеси

11

10

Примечание. Расход латекса для укрепления всех видов грунтов составил 1 - 1,5 % массы грунта, расход ГКЖ-94, ГЖ 136-41, СПД - 0,5 - 1 % массы цемента.

Таблица 3

Карьер

Укрепляемый грунт

Расход цемента и добавок

фактический

по рекомендациям Союздорнии

Цемент

СДБ

Цемент

СДБ (CaCl2)

Резерв «Венюково»

Песок пылеватый

13

1

12

1 (-)

Резерв «Сокольниково»

То же

13

1

10

1 (1)

Резерв «Тупичино»

Супесь легкая

13

1

12

1 (1)

Резерв «Сокольниково», скважина 32 или 33

Песок мелкий

-

-

10

1 (1)

Резерв «Домодедово», скважина 51

То же

-

-

12

1 (0,5)

То же, скважина 52 или 56

"

-

-

10

1 (1)

Резерв «Тупичино», расчистка 60 или 62

"

-

-

12

1 (1)

Примечание. Расход цемента приведен в процентах массы смеси, добавок - в процентах массы цемента.

3. Уменьшение норм расхода цемента при строительстве автомобильной дороги в районе г. Серпухова

3.1. Конструкция дорожной одежды автомобильной дороги в районе г. Серпухова по проекту предусматривает устройство следующих слоев: покрытия из цементобетона (24 см); основания из песчаного грунта, укрепленного цементом (19 см), и подстилающего слоя из песка (47 см).

3.2. Основание дорожной одежды устраивают из местных пылеватых грунтов (песков) и супесей, для которых фактический расход цемента несколько завышен.

3.3. Для укрепления упомянутых выше грунтов предложен меньший расход цемента. Кроме того, для устройства оснований рекомендовано использовать местные мелкие пески, для укрепления которых расход цемента на 1 - 3 % меньше фактического (табл. 3).

4. Уменьшение норм расхода цемента при строительстве автомобильной дороги в районе г. Минска

4.1. Конструкция дорожной одежды автомобильной дороги в районе г. Минска предусматривает по проекту устройство следующих слоев: покрытия из цементобетона (24 см), основания из песчано-гравийной смеси, укрепленной цементом (16 см), подстилающего слоя и земляного полотна из местного песчаного грунта.