Страница 3: Методические рекомендации по применению шлакоминеральных и цементоминеральных материалов в основаниях дорожных одежд (46170)

4.14. Оптимальное количество воды в обработанных материалах обеспечивает их максимальную плотность при уплотнении стандартной трамбующей нагрузкой. Оптимальное количество воды составляет 6 - 8 % массы сухой смеси для обработанных материалов с природными тяжелыми заполнителями на шлаках с различной степенью дробления и 8 - 10 % - для обработанных смесей с искусственными легкими заполнителями.

5. Основные свойства обработанных материалов

5.1. К основным свойствам обработанных материалов относятся: прочность при расколе и изгибе, модуль упругости и связь их с пределом прочности при сжатии.

5.2. Связь между пределом прочности при сжатии обработанных материалов и на растяжение при расколе в различных возрастах рекомендуется определять по корреляционным зависимостям (приложение 10, а, б):

 = 0,13  - 0,7;

 = 0,14  - 1,1 при Ккор = 0,93;

 = 0,13  - 0,4 при Ккор = 0,84.

5.3. Связь между пределом прочности при сжатии и на растяжение при изгибе обработанных материалов приведена в приложении 10, в и определяется по следующему выражению:

 = 0,25  - 1,75.

5.4. Для нормативных марок обработанных материалов значения предела прочности на растяжение при изгибе представлены в табл. 10.

Таблица 10

5.5. Расчетный предел прочности на растяжение при изгибе определяют по следующему выражению:

 = К Rи при Ккор = 0,4 - 0,6.

5.6. Материалы, обработанные шлаковыми вяжущими, являются более деформативными по сравнению с цементоминеральными. Связь между пределом прочности при сжатии и модулем упругости таких материалов приведена в табл. 11.

5.7. Расчетный модуль упругости обработанных материалов при расчете дорожных одежд по ВСН 46-72 можно определять по следующему выражению: Ер = КЕ.

Таблица 11

Примечание. Модули упругости определяли на образцах-цилиндрах при испытании на сжатие и на образцах-балочках при испытании на изгиб.

Для некоторых марок по прочности обработанных материалов расчетные модули упругости приведены в табл. 12.

Таблица 12

6. Долговечность обработанных материалов

6.1. Долговечность обработанных материалов можно оценивать усталостью образца материала при воздействии циклической нагрузки. Величина нагрузки должна соответствовать напряжению, испытываемому основанием от проезда автомобилей. Количество нагружений устанавливают по расчетному количеству автомобилей, прошедших по дороге за расчетный срок службы дороги.

6.2. Долговечность обработанных материалов зависит также от морозостойкости материала. Морозостойкость определяется количеством циклов замораживания-оттаивания в зависимости от климатических условий района расположения дороги и сроком службы дорожной одежды.

Обработанные материалы с пределом прочности 10 - 100 кгс/см2 выдерживают 10 - 50 циклов замораживания-оттаивания. Коэффициент их морозостойкости 0,6 - 0,9.

6.3. Корреляционные зависимости между пределом прочности материалов с дробленым шлаком при сжатии в возрасте 28, 60 суток и образцов, прошедших 25 циклов замораживания-оттаивания (приложение 11), определяют по выражениям:

 = 0,93  - 14,2 при Ккор = 0,96;

 = 0,98  - 17,1 при Ккор = 0,97;

с недробленым шлаком - по зависимости:

 = 0,72  - 0,8 при Ккор = 0,88.

6.4. Морозостойкость обработанных материалов для существующих марок по прочности может быть принята по табл. 13.

6.5. Сохранение сплошности основания и необходимость устройства температурных швов зависят от колебаний температуры основания и температурного коэффициента линейного расширения материала.

Таблица 13

7. Управление качеством технологии строительства оснований из обработанных материалов

7.1. Качество основания зависит во многом от правильной технологии его устройства, включающей качественное приготовление вяжущего, точное дозирование компонентов смеси, контроль их перемешивания и технологию укладки.

7.2. Измельчать гранулированные шлаки рекомендуется в шаровой мельнице типа 1456 или вибромельнице, предварительно высушив их в сушильном барабане. Для получения комплексного вяжущего (гранулированный шлак + цемент) его компоненты одновременно в заданных соотношениях подают в шаровую мельницу, где шлак измельчают и перемешивают с цементом. Готовое вяжущее поступает в силосный склад. Технология получения шлакового вяжущего приведена в приложении 12 (рис. 1).

7.3. Производительность мельниц зависит от требуемой тонкости измельчения шлака (см. приложение 12, рис. 2). С увеличением удельной поверхности шлака производительность мельниц уменьшается (табл. 14).

Таблица 14

*) Над чертой - удельная поверхность шлака, см2/г; под чертой - содержание частиц мельче 0,071 мм, %.

7.4 Приготавливать смесь рекомендуется в установках типа С-543, С-780, СБ-78, СБ-109. В случае раздельной подачи гранулированного шлака и цемента установки должны быть оснащены двумя дозаторами. Вода в смеситель подается в количестве, обеспечивающем получение максимальной плотности уплотненной смеси. Примерная схема приготовления обработанной смеси приведена в приложении 13.

7.5. Результаты измерений точности работы дозаторов показывают, что дозаторы объемного типа имеют отклонения от средней подаваемой величины сыпучего материала в пределах ?? 10 %. Для повышения точности их работы могут использоваться побудителя материала, устанавливаемые под дозатором и служащие для обеспечения стабилизации объемной массы материала. В этом случае отклонение снижается до ?? 5 %.

В дозаторах весового типа максимальное отклонение средней величины выдаваемого материала составляет: для щебня - 3 %, песка - 3,5 %, гранулированного шлака - 3 %, цемента - 2 %. Точность работы этих дозаторов может быть повышена путем установки над ними питателей - объемных дозаторов с побудителями материала.

Для уменьшения трудоемкости ручной тарировки дозаторов (процесс тарировки длится не менее 1 час) и повышения производительности завода, а также обеспечения оперативного непрерывного контроля за расходом каждого компонента смеси целесообразно оснащать дозаторы датчиками с показывающими или записывающими приборами, непрерывно регистрирующими вес материала, выдаваемого дозатором в единицу времени.

7.6. Для перемешивания различных материалов наиболее широко применяют смесители свободного или принудительного перемешивания циклического или непрерывного действия. Высокое качество перемешивания жестких обработанных смесей обеспечивается смесителями принудительного перемешивания непрерывного действия, производительность которых выше, чем у других типов смесителей.

7.7. Допустимый разрыв по времени между приготовлением и уплотнением смеси, за который прочность обработанных материалов снижается незначительно, не должен превышать для материалов с недробленым шлаком 8 час, с измельченным шлаком - 3 час. Результаты изменения прочности обработанных материалов в зависимости от величины технологического разрыва приведены в табл. 15.

Таблица 15

7.8. Распределяют смеси с помощью укладчиков дорожно-строительных материалов. Допускается применение автогрейдера (приложения 14, 15).

7.9. Уплотнять основание рекомендуется катками на пневматических шинах с гладким протектором типа Д-627, Д-624 или Д-551 (см. приложения 14, 15). Применение шин с протектором редкого и глубокого рельефа приводит к тому, что после уплотнения на основании остаются следы глубиной до 3 см, которые приходится удалять с помощью отвала автогрейдера или доуплотнять гладковальцовым катком.

Каток на пневматических шинах при давлении в шинах 3,25 ати обеспечивает плотность смесей 0,97 - 0,98 стандартной на глубине от 5 до 20 см, для достижения которой требуется не менее 12 проходов катка по одному следу.

Максимальная плотность верхнего слоя на глубине от 0 до 5 см составляет 0,94 стандартной даже после 24 проходов катка по одному следу.

7.10. После окончания уплотнения и отделки основания на его поверхность следует наносить защитную водонепроницаемую пленку либо слой песка или супеси толщиной 5 - 6 см, который поливается водой первые 7 суток через 6 - 8 час, а от 7 до 20 суток - один раз в смену.

В случае, если режим ухода нарушается, прочность обработанных материалов снижается по сравнению с материалами, за которыми осуществляется уход в процессе их твердения, на 10 - 25 %, при отсутствии ухода - до 50 %.

7.11. Открывать движение транспорта по основанию и укладывать покрытие следует после набора 50 % проектной прочности основания. Допускается укладывать покрытие в день устройства основания.

7.12. Контроль качества производства работ осуществляют в соответствии со СНиП III-Д.5-73 и ВСН 184-75 «Технические указания по устройству оснований дорожных одежд из каменных материалов, неукрепленных и укрепленных неорганическими вяжущими» (М., «Транспорт», 1976).

8. Конструкции дорожных одежд

8.1. К конструкциям оснований дорожной одежды предъявляются следующие требования:

соответствие требуемой прочности и долговечности под действием движущегося транспорта и природно-климатических факторов;

экономичность, в частности максимальное использование местных каменных материалов;

возможность комплексной механизации работ с учетом местных производственных условий.

8.2. Основание должно представлять собой гибкую бесшовную плиту с высокой прочностью при изгибе и распределяющей способностью, деформируемую транспортными нагрузками только в упругой стадии без накопления остаточных деформаций и местных просадок.

8.3. Механические и теплофизические свойства материалов в основании не должны резко отличаться от таких же свойств асфальтобетона в покрытии, с тем чтобы все изменения, вызываемые взаимодействиями многократно повторяющихся нагрузок, переменных температур, влажности, замерзанием и оттаиванием воды в порах материала, протекали примерно одинаково в слоях покрытия и основания.

8.4. Морозостойкость материала в основании может быть меньше, чем в покрытии, что в количественном отношении зависит от климатических условий, толщины покрытия и его теплопроводности.

8.5. Прочность при изгибе и модуль упругости материала в основании могут быть в 2 - 3 раза меньше, чем в покрытии при любых возможных температурах.

8.6. Рекомендуемые схемы конструкций дорожных одежд с основаниями из каменных материалов, обработанных неорганическими вяжущими, для дорог I - V категорий приведены в приложении 16.

8.7. Дорожные одежды рассчитывают в соответствии с «Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-72 (М., «Транспорт», 1973).

8.8. В основу расчета положены следующие наиболее важные в данном случае условия прочности:

в расчетный период не должно достигаться предельное равновесие по сдвигу в подстилающем грунте и в слабосвязанных материалах конструктивных слоев одежды;