Методические рекомендации по расширению применения мелких песков и малопрочных каменных материалов в конструкциях дорожных одежд во II и V дорожно-климатических зонах


МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСШИРЕНИЮ ПРИМЕНЕНИЯ МЕЛКИХ ПЕСКОВ И МАЛОПРОЧНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИЯХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ВО II И V ДОРОЖНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ

 

 

Одобрены главным техническими управлением Минтрансстроя СССР

Москва 1975

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСШИРЕНИЮ ПРИМЕНЕНИЯ МЕЛКИХ ПЕСКОВ И МАЛОПРОЧНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИЯХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ВО II и V ДОРОЖНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ. Союздорнии. М., 1975.

Предназначены для производственного внедрения комплексных методов укрепления мелких песков и малопрочных каменных материалов с применением медленногустеющих жидких битумов, битумных эмульсий, паст, сырых нефтей и отходов промышленности типа зол уноса сухого отбора на внегородских автомобильных дорогах общего пользования II - V категорий.

Укрепленные минеральные материалы рекомендованы для устройства верхних слоев оснований, облегченных покрытий и подстилающих слоев.

Даны примеры конструктивных решений и изложены основные особенности технологии производства работ в зависимости от предлагаемого метода укрепления, вида конструктивного слоя и региональных условий строительства, а также приведены требования к материалам, контролю производства работ и технике безопасности.

Табл. 9.

Предисловие

«Методические рекомендации по расширению применения мелких песков и малопрочных каменных материалов в конструкциях дорожных одежд во II и V дорожно-климатических зонах» разработаны на основе исследований Союздорнии и его Среднеазиатского филиала, а также широкого опытного строительства, проведенного совместно с трестами «Средаздорстрой» Главдорстроя, «Латавтодормост» Минавтошосдора Латвийской ССР и ДСУ Минавтошосдора Туркменской и Узбекской ССР в течение 1973 - 1974 гг.

Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для устройства подстилающих слоев, оснований и покрытий из укрепленных различными способами мелких песков и малопрочных каменных материалов на внегородских автомобильных дорогах общего пользования II - V категорий.

В «Методических рекомендациях» рассматриваются вопросы расширения области применения мелких песков и малопрочных каменных материалов, укрепленных битумными эмульсиями, жидкими медленногустеющими битумами с катионактивной добавкой Э-1, битумными вяжущими совместно с цементом или золами уноса с учетом специфики производства работ и формирования материалов в условиях II и V дорожно-климатических зон.

«Методические рекомендации» разработали канд. техн. наук Т.М. Луканина, инж. А.А. Фридман, канд. техн. наук Ю.В. Бутлицкий, инженеры З.И. Негуляева, У. Раджапов, Л.Н. Пасынский.

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

Общие положения

Настоящие «Методические рекомендации» разработаны с использованием авторского свидетельства № 384974, пополняют и развивают «Инструкцию по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» СН 25-74, «Технические указания по устройству оснований дорожных одежд из неукрепленных и укрепленных неорганическими вяжущими каменных материалов», ВСН 184-75, СНиП 1-Д.2-70, СНиП II-Д.5-72 и др. части:

разработки эффективных методов укрепления указанных минеральных материалов с применением медленногустеющих жидких битумов, битумных эмульсий и паст, сырых нефтей и отходов промышленности типа зол уноса сухого отбора;

расширения области использования укрепленных минеральных материалов в конструкциях дорожных одежд, в том числе в верхних слоях оснований, облегченных покрытиях и в подстилающих слоях;

уточнения технологии производства работ в зависимости от метода укрепления, вида конструктивного слоя и региональных условий строительства.

2. Предлагаемый комплекс мероприятий по разработке наиболее эффективных составов смесей, технологии работ, конструктивных решений и т.д. обеспечивает:

экономию вяжущих (цемента, битума) на 20 - 30 %, а также привозных прочных каменных материалов - в среднем на 1500 м3/км;

снижение стоимости строительства - от 5 до 10 тыс. руб. на 1 км;

повышение производительности труда за счет совершенствования технологии производства работ и продления строительного сезона.

3. Рекомендуемые методы укрепления мелких, в том числе барханных песков и малопрочных каменных материалов, разработаны с учетом условий строительства и свойств материалов, во II и V дорожно-климатических зонах.

В условиях II дорожно-климатической зоны предъявляются более высокие требования к морозостойкости, прочности и трещиностойкости укрепленных материалов, в V зоне - к теплоустойчивости, сдвигоустойчивости и прочности.

4. Настоящими «Методическими рекомендациями» предусматривается использование в дорожном строительстве в основном комплексных методов укрепления мелких песков и малопрочных каменных материалов.

Комплексные методы, рекомендуемые для II дорожно-климатической зоны, предполагают введение в пески битумных эмульсий и паст, жидких битумов или сырой нефти совместно с добавками золы уноса сухого отбора.

Комплексные методы, рекомендуемые для V зоны, предусматривают введение:

в мелкие барханные пески - битумной эмульсии совместно с цементом или без него, либо жидких битумов с катионактивными ПАВ;

в малопрочные каменные материалы - жидких битумов с добавками активных или поверхностноактивных веществ либо цемента.

Требования к укрепленным материалам указаны в табл. 1, 2, 5, 6.

5. Эффективность разработанных методов укрепления в значительной степени обеспечивается применением современных машин и механизмов типа смесительной установки Д-709 или оборудования асфальто- и цементобетонных заводов.

6. Требования техники безопасности и охраны труда при устройстве различных конструктивных слоев дорожной одежды изложены в СНиП III-A.11-70. «Техника безопасности в строительстве», «Правилах техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог» (М., «Транспорт», 1969).

При применении поверхностно-активных веществ необходимо соблюдать правила по технике безопасности, изложенные в «Инструкции по использованию поверхностноактивных веществ при строительстве дорожных покрытий с применением битумов» ВСН 59-68.

Применение укрепленных мелких песков при строительстве дорог во II дорожно-климатической зоне

Область применения и требования к укрепленным материалам

7. Пески мелкие, укрепленные битумными эмульсиями, пастами, жидким битумом или сырой нефтью, с активной добавкой в виде золы уноса сухого отбора, рекомендуются для устройства:

оснований под усовершенствованные облегченные и переходные типы покрытий на дорогах III - IV категорий;

верхних слоев оснований под асфальтобетонные покрытия и усовершенствованные облегченные типы покрытий на дорогах II - III категорий;

усовершенствованных облегченных и переходных типов покрытий на дорогах IV и V категорий со слоем износа.

8. При расчете толщины слоя укрепленного песка модуль упругости следует принимать равным 4000 - 5000 кгс/см2.

9. Физико-механические свойства песков, укрепленных рекомендуемым способом, должны отвечать требованиям, приведенным в табл. 1 для грунтов, укрепленных битумными эмульсиями или жидкими битумами совместно с цементом, по II классу прочности.

Таблица 1

Физико-механические свойства укрепленных грунтов

Расчетные значения модулей упругости, кгс/см2

5000 - 8000

4000 - 5000

Классы прочности и показатели физико-механических свойств грунтов, укрепленных битумными эмульсиями или жидкими битумами совместно с цементом

I

II

Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов, кгс/см2, при

 

 

20 °С

40 - 25

25 - 15

50 °С, не менее

20

12

Предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов при 20 °С, кгс/см2, не менее

10

6

Коэффициент морозостойкости (отношение Rмрз/Rвод), нe менее

0,85

0,80

Водонасыщение, % по объему, не более

3

5

Примечание. Показатели физико-механических свойств даны для образцов, твердевших 28 суток.

Требования к исходным материалам

10. Для укрепления битумными эмульсиями, пастами, жидкими битумами или сырой нефтью с добавкой зол уноса пригодны пески мелкие, содержащие частиц крупнее 0,1 мм более 75 % по весу (СН 449-72).

11. В качестве вяжущих рекомендуется использовать:

битумные эмульсии анионные прямого типа медленнораспадающиеся, отвечающие требованиям ГОСТ 18659-73 «Эмульсии дорожные битумные»;

битумные пасты (на эмульгаторе-извести, фильтр-прессной грязи); отвечающие требованиям «Технических указаний по приготовлению и применению битумных паст в дорожном строительстве» ВСН 09-02-01-69 Минавтодора КазССР;

жидкие битумы классов МГ или СГ марок 25/40, 40/70, 70/130, отвечающие требованиям ГОСТ 11955-74;

нефти высокосмолистые с вязкостью по стандартному вискозиметру  не менее 7 сек. Содержание в нефти фракций, выкипающих до 360°, допускается не более 35 % по объему.

12. Сланцевые золы уноса сухого отбора, применяемые в качестве добавки, должны удовлетворять требованиям «Технических указаний по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований автомобильных дорог» ВСН 185-74.

Проектирование составов смесей

13. Состав смеси проектируют с учетом ее назначения, а также свойств и стоимости применяемых материалов. При этом определяют наиболее рациональные соотношения вяжущих и минеральных материалов.

14. Проектирование состава смеси включает определение:

гранулометрического состава, оптимальной влажности и максимальной плотности грунтов по методике, изложенной в СН 25-74;

валового химического состава и величины удельной поверхности, содержания свободной CaO; сернистых и сернокислых соединений, потери при прокаливании зол уноса;

удельного веса при 20 С, вязкости , содержания фракций, выкипающих до 360 °С, сырых нефтей;

физико-механических показателей смеси запроектированного состава, значения которых должны соответствовать приведенным в табл. 1. Возраст образцов при испытании - 90 суток, режим твердения - влажный.

15. В зависимости от назначения укрепленного грунта в конструкции дорожной одежды ориентировочно рекомендуется следующий расход вяжущих (% по весу грунта):

золы уноса - не менее 15;

битумной эмульсии, пасты (в пересчете на битум), жидкого битума или нефти - 3 - 5.

Большие добавки вяжущих принимают для верхних слоев оснований и покрытий.

16. Влажность песка при смешении с битумными эмульсиями или пастами должна быть не более 6 %.

Сухие пески допускается обрабатывать жидкими битумами или нефтью.

Влажность смеси при уплотнении должна быть не более: при использовании битумных эмульсий или паст - 8 - 10 %; жидких битумов или нефти - 4 - 6 %.

Технология производства работ

17. Смеси из песка, золы и органического вяжущего (битумных эмульсий, пасты, жидкого битума или нефти) готовят:

в стационарных условиях с использованием смесителей принудительного типа Д-709, ЦБЗ, АБЗ и др., имеющих дозаторы для введения жидких, порошкообразных вяжущих и воды;

на дороге с использованием грунтосмесительной машины Д-391Б или фрезы Д-530.

18. Порядок введения вяжущих должен быть следующим: вначале грунт обрабатывают эмульсией, пастой, жидким битумом или нефтью, затем вводят добавку золы.

19. Увлажняют минеральный материал либо водой перед введением битумного вяжущего, либо разбавленными (30 - 40 %-ной концентрации) битумными эмульсиями или пастами.

20. Последующие технологические операции по перемешиванию, разравниванию, уплотнению и уходу выполняют в соответствии с требованиями СН 25-74.

Применение укрепленных мелких песков и малопрочных каменных материалов при строительстве дорог в V дорожно-климатической зоне

Мелкие пески

Область применения и требования к укрепленным материалам

21. Пески мелкие, в том числе барханные, укрепленные битумной эмульсией или жидким битумом класса МГ с катионактивной добавкой Э-1, рекомендуются для устройства подстилающих слоев дорожных одежд взамен слоя из связного грунтах) для обеспечения проезда технологического транспорта.

х) Слой из связного грунта устраивается в соответствии с «Техническими указаниями по проектированию и сооружению земляного полотна автомобильных дорог в песчаных пустынях» ВСН 77-62.

В дальнейшем этот слой может быть использован как основание на дорогах III и IV категорий или покрытие со слоем износа на дорогах V категории.

22. Указанные разновидности песков могут быть также укреплены битумной эмульсией совместно с цементом. Такие грунты применяют для устройства верхних слоев оснований или оснований под капитальные и усовершенствованные облегченные покрытия на дорогах II - IV категорий, а также покрытий облегченного типа со слоем износа на IV и второстепенных дорогах III категории (подъездные пути, дороги с интенсивностью до 1500 авт./сутки с преимущественным движением автомобилей малой и средней грузоподъемности) (табл. 1).

23. При расчете толщины слоя рекомендуется принимать следующие модули упругости укрепленных песков:

с битумной эмульсией - 2000 - 3000 кгс/см2;

жидким битумом с Э-1 - 1500 кгс/см2,