Страница 4: Методические рекомендации по строительству дорожных одежд с основаниями из битумоминеральных смесей и местных каменных материалов, укрепленных малоактивными вяжущими или малыми дозами цемента (46172)

Для смесей с размером зерен до 50 мм, при отсутствии цилиндра емкостью 3 л, оптимальную влажность можно также установить комбинированным способом, то есть путем определения водоудерживающей способности крупной части каменного материала и оптимальной влажности при стандартном уплотнении смеси из мелочи (мельче 2,5 - 3 мм) и цемента. Методика изложена в «Рекомендациях по проектированию смесей из некондиционных каменных материалов, укрепленных цементом, для дорожных покрытий и оснований» (Союздорнии, 1966).

Приготовление образцов и их испытания

73. Физико-механические свойства проектируемых смесей устанавливают испытанием 9 - 12 образцов цилиндрической формы из каждого состава смеси с крупностью зерен до 20 мм. Уплотняют образцы на копре с механическим приводом. Цилиндрическую форму, взятую из прибора стандартного уплотнения, закрепляют на столике копра. Смесь уплотняют в три слоя 25 ударами по каждому слою гирей диаметром 5,1 см и весом 2,5 кг, падающей с высоты 30 см.

Образцы из смесей можно также приготовлять на прессе в жестких металлических формах с двусторонними вкладышами. Статическую нагрузку на образец подбирают с таким расчетом, чтобы плотность образца была равна максимальной плотности, определенной по методу стандартного уплотнения. Как правило, требуемая нагрузка составляет 150 - 200 кгс/см2; время выдерживания образца под нагрузкой - 3 мин.

74. Образцы, освобожденные из формы, необходимо хранить до испытания в камере влажного хранения при температуре 18 ?? 2 °С и относительной влажности не менее 90 %.

75. По истечении срока хранения (7, 28, 60 суток) образцы насыщают водой в течение 48 час и испытывают на гидравлическом прессе на прочность при сжатии по три образца на каждый срок хранения.

Перед испытанием образцы измеряют, взвешивают и определяют объемный вес каждого. После испытания на прессе от каждого образца берут пробу, устанавливают влажность смеси и подсчитывают объемный вес образца в сухом состоянии по методике, изложенной в приложении 2 СН 25-64. Эти данные используют для подсчета расхода материалов.

Образцы из шлакоминеральных смесей с добавкой гидратной извести перед испытанием водой не насыщают.

76. Образцы, хранившиеся во влажной камере в течение 28 суток, испытывают на морозостойкость. Отбирают по шесть образцов из каждой смеси: три образца (контрольные) оставляют твердеть во влажной камере до окончания испытания на замораживание и оттаивание, а оставшиеся три насыщают водой в течение 48 час, затем замораживают в камере при температуре -15 ?? 5 °С и оттаивают в воде при температуре +15 ?? 5 °С.

Для образцов диаметром 100 и высотой 120 мм или кубов 100100100 мм цикл замораживания и оттаивания продолжается 8 час (по 4 час замораживание и оттаивание). Для образцов большего размера продолжительность одного цикла увеличивают до 16 - 20 час.

После окончания установленных циклов*) испытаний на замораживание и оттаивание образцы испытывают на сжатие и устанавливают потерю в весе. Одновременно испытывают на сжатие водонасыщенные контрольные образцы. Морозостойкость образцов из смесей оценивают отношением RМрз/Rсж, которое должно составлять не менее 0,75, а потери в весе - не более 5 % от веса образца.

*) Количество циклов замораживания и оттаивания нормируется СНиП 1-Д.2-70.

Образцы из шлакоминеральных смесей с гидратной известью на морозостойкость не испытывают.

77. По результатам испытаний образцов устанавливают правильность выбранных составов смесей и соответствие требованиям табл. 5 настоящих «Методических рекомендаций».

Устройство оснований из зольноминеральных смесей

78. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из зольноминеральных смесей с добавками цемента применяют золы уноса двух видов: активные относительно содержания окиси кальция и практически неактивные, не имеющие в своем составе активной окиси кальция.

Золу уноса с активной окисью кальция (более 8 - 10 %), полученную на тепловых электростанциях после сухого улавливания и пневмоудаления в сухом виде, можно использовать в качестве добавок для укрепления цементом различных видов глинистых и песчаных грунтов (ВСН 158-69).

Золу уноса или золошлаковые смеси, практически неактивные относительно содержания окиси кальция, рекомендуется применять в сочетании с цементом для укрепления щебня и дробленого гравия, песчано-гравийных смесей, а также песчаных и супесчаных грунтов (зольноминеральные смеси) при устройстве различных конструктивных слоев оснований под усовершенствованные капитальные типы покрытий на дорогах I - II категорий.

79. Золы уноса или золошлаковые смеси гидроудаления различных видов твердого топлива можно использовать в качестве:

а) малоактивного вяжущего в сочетании с цементом при укреплении щебня, дробленого гравия, песчано-гравийных смесей, песчаных и супесчаных грунтов;

б) гранулометрической добавки в упомянутые минеральные материалы или в качестве местного материала при укреплении его малыми (4 - 6 % по весу смеси) дозировками цемента.

80. При укреплении крупнообломочных материалов и песчаных (супесчаных) грунтов золами уноса или золошлаковыми смесями гидроудаления в сочетании с цементом:

а) уменьшается расход цемента по сравнению с оптимальной нормой для цементоминеральных смесей на 20 - 30 %;

б) увеличивается водо- и морозостойкость укрепленного каменного материала и грунта по сравнению с материалом, укрепленным оптимальной дозировкой цемента;

в) укрепляются разновидности песчано-гравийных смесей неоптимального гранулометрического состава и мелкие пески, в том числе и одномерные.

Требования к исходным материалам

81. Конструктивные слои оснований устраивают из щебеночных смесей, дробленого гравия, песчано-гравийных смесей различного гранулометрического состава, удовлетворяющих требованиям пп. 2.6 - 2.8 ВСН 164-69.

Кроме указанных материалов, допускается обрабатывать золами уноса или золошлаковыми смесями в сочетании с цементом пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, в том числе пылеватые и одномерные, а также супесчаные грунты, в том числе и тяжелые супеси с числом пластичности 1 - 7.

Песчаные и супесчаные грунты должны удовлетворять следующим требованиям: рН не ниже 4,5, количество легкорастворимых солей не более 3 % при сульфатном и не более 5 % (по весу грунта) при хлоридном засолении.

82. При укреплении щебня, дробленого гравия, песчано-гравийных смесей, песчаных и супесчаных грунтов применяют в сочетании с цементом золу уноса или золошлаковые смеси гидроудаления.

Золы уноса гидроудаления представляют собой отходы, остающиеся от сжигания различных видов твердого топлива (бурого и каменного угля, торфа, горючих сланцев), в пылевидном состоянии, улавливаемые электрофильтрами или другими устройствами и выбрасываемые в отвалы по системе гидроудаления.

Золошлаковые смеси гидроудаления также представляют собой отходы, но получены они путем смешения в результате совместного гидроудаления золы уноса, улавливаемой электрофильтрами или другими устройствами, и шлаков, остающихся на дне топок электростанций при сжигании различных видов твердого топлива в пылевидном состоянии.

Золы уноса и золошлаковые смеси, используемые из отвалов гидроудаления, должны удовлетворять следующим требованиям: количество несгоревшей части топлива не должно превышать 10 % по весу, удельная поверхность должна быть не менее 1600 - 1800 см2/г.

Золы уноса сухого улавливания и сухого удаления должны отвечать требованиям табл. 6.

Таблица 6

Примечания: 1. В каждом отдельном случае для зол уноса, применяемых в качестве самостоятельного вяжущего или активного компонента смешанного вяжущего в сочетании с цементом, необходимо испытать на равномерность изменения объема.

2. Использование золы уноса как активного компонента смешанного вяжущего (в сочетании с цементом) предусматривает применение портландцемента или шлакопортландцемента марки не ниже «300», удовлетворяющего требованиям ГОСТ 10178-62.

При применении золы уноса сухого улавливания и удаления, применяемые в качестве самостоятельного вяжущего, вводят в смеси не менее 20 % по весу.

При этом для повышения структурно-механических свойств укрепленных материалов и их морозостойкости применяют добавки хлористого кальция в количестве 4 - 6 % по весу золы.

Золы уноса, применяемые в качестве активного компонента смешанного вяжущего в сочетании с цементом, вводят в смеси не менее 15 - 20 % в сочетании с 3 - 6 % цемента по весу. Количество извести назначают в пределах 5 - 8 %.

83. Применяемые для укрепления различных минеральных материалов золы уноса или золошлаковые смеси должны обладать определенной активностью, т.е. способностью при смешении в тонкоизмельченном состоянии с гидратной известью и затворении водой твердеть на воздухе и продолжать твердеть под водой. Активность добавок устанавливают в соответствии с ГОСТ 6269-63 по количеству поглощенной окиси кальция в течение 28 суток.

84. Пригодность золы уноса и золошлаковых смесей, применяемых в сочетании с цементом для укрепления местных крупнообломочных материалов, песчаных и супесчаных грунтов, и составы смесей устанавливают в соответствии с требованиями табл. 6, 7 настоящих «Методических рекомендаций» и лабораторными испытаниями, проводимыми по методике, изложенной в приложении 2 СН 25-64, а также в соответствии с дополнительными определениями прочности на растяжение при изгибе, изложенными в приложении 3 ВСН 158-69.

Требования к конструкциям и материалам

85. Конструктивные слои оснований порожных одежд с применением крупнообломочных материалов песчаных и супесчаных грунтов, укрепленных золами уноса или золошлаковыми смесями в сочетании с цементом, устраивают под усовершенствованные капитальные типы покрытий во II - V дорожно-климатических зонах в районах экономически целесообразной дальности возки золы уноса или золошлаковых смесей, составляющей в среднем 25 - 30 км.

86. Щебень и дробленый гравий, песчано-гравийные смеси, а также песчаные и супесчаные грунты, укрепленные золами уноса или золошлаковыми смесями в сочетании с цементом, характеризуются относительно высокой морозостойкостью.

Такие укрепленные материалы на дорогах I - II категорий, при соответствии их требованиям табл. 7 и п. 87 настоящих «Методических рекомендаций», следует с наибольшим эффектом применять в качестве нижних слоев оснований.

87. При назначении конструктивных слоев оснований дорожных одежд из указанных укрепленных материалов расчетные модули упругости назначают в соответствии с табл. 1 настоящих «Методических рекомендаций». При этом толщину конструктивных слоев оснований принимают не менее 15 см.

88. Конструктивные слои оснований из указанных минеральных материалов, укрепленных золами уноса или золошлаковыми смесями в сочетании с цементом, рекомендуется устраивать шире других слоев дорожной одежды на 0,5 - 0,75 м с каждой стороны. Это обеспечит более высокую прочность покрытия и других слоев дорожных одежд по краям проезжей части, а также предохранит верхние слои земляного полотна от избыточного увлажнения.

Таблица 7

Показатели прочности и морозостойкости зольно-минеральных смесей в сочетании с цементом

Примечания: 1. Меньшие значения прочности принимают при укреплении золами уноса или золошлаковыми смесями в сочетании с цементом песчаных и супесчаных грунтов; большие значения прочности - при укреплении щебеночных, гравийных, песчано-гравийных смесей.

2. Коэффициент морозостойкости не менее 0,8 принимают при проведении работ во II - III дорожно-климатических зонах.

89. Пригодность составов смесей устанавливают также по степени нарастания морозостойкости укрепленных минеральных материалов во времени (до 90 - 120 суток). Коэффициент морозостойкости в соответствии с требованиями табл. 7 должен составлять не менее 0,8.

90. При назначении количества зол уноса или золошлаковых смесей рекомендуется учитывать не только активность и другие свойства указанных веществ, но и гранулометрический состав укрепляемых материалов, степень их загрязненности и засоленности, рН и другие факторы.

В зависимости от вида укрепленных материалов количество золы уноса или золошлаковых смесей назначают:

а) 20 - 30 % (по весу материала) в сочетании с 4 - 8 % цемента - при укреплении разнозернистых песчаных грунтов различной крупности или в сочетании с 5 - 8 % цемента - при укреплении мелких одномерных или пылеватых песков;