Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород


6.4. При укреплении увлажненной цементопесчаной смесью проводят следующие технологические операции.

На подготовленный подстилающий слой или нижний неукрепленный слой щебеночного основания распределяется фракционированный щебень крупностью 40 - 70 мм (70 - 120 мм). Протяженность сменной строительной захватки в зависимости от местных условий - от 100 до 200 м.

Щебень разравнивают, тщательно планируют автогрейдером и поливают водой (до 10 л на 1 м2); для обеспечения проезда построечного транспорта слой при необходимости прикатывают легким катком.

Цементопесчаную смесь (из расчета 100 кг на 1 м2 поверхности) вывозят автомобилями-самосвалами средней грузоподъемности и равномерно распределяют по поверхности автогрейдером. Работы на каждой из сторон проезжей части проводят поочередно. Сразу после распределения цементопесчаной смеси основание уплотняют самоходным катком на пневматических шинах (Д-624, Д-551), задавая 20 проходов по одному следу, и тяжелым гладковальцовым катком. Сроки производства работ по вывозке, разравниванию цементопесчаной смеси и уплотнению основания ограничены сроками схватывания цемента. По уплотненному слою разливают битумную эмульсию в количестве 0,8 - 1 л на 1 м2. Для обеспечения одинаковых условий формирования материалов основания до укладки покрытия автомобильное движение следует регулировать по ширине проезжей части.

6.5. При укреплении щебеночных оснований «сухой» цементопесчаной смесью (содержание влаги в песке, поступающем с открытых складов, практически до 1 %) проводят следующие технологические операции.

На подготовленный подстилающий слой или нижний неукрепляемый слой щебеночного основания вывозится фракционированный щебень крупностью 40 - 70 мм (70 - 120 мм). Протяженность строительной захватки в зависимости от местных условий - от 100 до 400 м.

Щебень разравнивают, тщательно планируют автогрейдером и поливают водой с расходом до 5 л на 1 м2; для обеспечения проезда строительного транспорта слой при необходимости прикатывают легким катком.

«Сухая» цементопесчаная смесь из расчета 90 кг на 1 м2 поверхности вывозится автомобилями-самосвалами средней грузоподъемности и равномерно распределяется по поверхности автогрейдером. Работы на каждой стороне проезжей части проводятся поочередно. Цементопесчаная смесь увлажняется поливомоечной машиной при поднятых вверх соплах (расход воды 10 - 15 л/м2).

Сразу после увлажнения основание уплотняют 20 проходами по одному следу самоходного катка на пневматических шинах и тяжелым гладковальцовым катком. Сроки уплотнения ограничены сроками схватывания цемента в цементопесчаной смеси.

По уплотненному слою разливают битумную эмульсию в количестве 1,0 - 1,2 л/м2. Для обеспечения одинаковых условий формирования материалов основания до устройства покрытия движение автомобилей следует регулировать по ширине проезжей части.

6.6. Технологическую схему выбирают исходя из следующих соображений.

Пропитка щебня увлажненной цементопесчаной смесью целесообразна в случае, когда требуется форсировать операции по устройству основания. При этом из-за ограниченных сроков схватывания цементопесчаной смеси протяженность строительной захватки следует сокращать до минимума.

При пропитке щебня «сухой» цементопесчаной смесью в сухую погоду можно удлинять период между ее приготовлением и уплотнением. «Сухая» смесь легче проникает в межщебеночные пустоты. Выбирая эту технологию, следует иметь в виду, что при поливе уложенной цементопесчаной смеси из ее верхнего слоя толщиной 3 - 5 мм частично вымывается цемент: для обеспечения связности этого слоя обязателен розлив битумной эмульсии, причем в большем количестве (см. пп. 6.4, 6.5 настоящих «Методических рекомендаций»).

6.7. Расход щебня устанавливается по нормам для щебеночного основания проектной толщины за вычетом 5 см, при этом предусматривается частичная замена щебня цементопесчаной смесью. Расход цементопесчаной смеси 10 т на 100 м2 поверхности основания.

6.8. При устройстве щебеночных оснований, укрепленных цементопесчаной смесью способом пропитки, следует проверять:

качество подготовки подстилающего слоя;

качество и точность дозировок исходных материалов;

толщину и ровность готового основания, глубину проникания цементопесчаного материала в основание.

Качество цементопесчаной смеси проверяют в заводской лаборатории.

Общая толщина цементированного слоя должна быть не менее 10 см. Плотность цементопесчаного материала в основании должна быть не меньше, чем у опытных образцов, изготовляемых в лаборатории в соответствии с ВСН 184-75. Объемная масса цементопесчаного материала, отобранного из основания, устанавливается в лаборатории с помощью гидростатического взвешивания.

Прочность цементопесчаного материала в основании проверяется по числу ударов, необходимых для внедрения стального конуса в затвердевший материал (конус высотой 3 см и диаметром основания 3,4 см ввинчен в стержень, направляющий падающую гирю; груз массой 5 кг сбрасывается с высоты 50 см). На седьмые сутки после укладки на каждом контрольном поперечнике основания с интервалом около 1 м проводят несколько испытаний; среднее число ударов должно быть не менее 20.

При отступлении от рекомендуемой технологии и ее уточнении применительно к местным условиям строительства качество укрепленного щебеночного основания рекомендуется проверять штамповыми испытаниями (см. приложение 2 настоящих «Методических рекомендаций»).

7. Устройство щебеночных оснований зимой

7.1. Устройство оснований зимой разрешается по земляному полотну, законченному полностью в соответствии с проектом до наступления периода отрицательных температур (см. СНиП III-Д.5-73).

7.2. В зимнее время к щебеночному основанию предъявляются те же требования, что и в летний период (см. разделы 4, 5 настоящих «Методических рекомендаций»). При неустойчивых погодных условиях работы ведут на небольших захватках (до 100 м) с расчетом полного окончания работ на таком участке в течение смены. Подстилающий слой должен быть тщательно очищен от снега и льда. При снегопаде работы прекращаются.

При укладке заснеженного или обледеневшего щебня перед его уплотнением по поверхности спланированного слоя рассыпают соль.

7.3. Укладка асфальтобетонных слоев допускается только при положительных температурах после проверки жесткости или плотности основания.

7.4. Вывоз и укладка щебня зимой не на полную проектную толщину производятся при толщине основания более 20 - 24 см (см. п. 4.4 настоящих «Методических рекомендаций»). Укладывая каждый из слоев двухслойного основания в отдельности, выполняют все технологические операции, предусмотренные для однослойного щебеночного основания; верхний слой укладывают летом или весной после оттаивания нижнего слоя и проверки его качества.

8. Контроль и управление качеством строительства оснований

8.1. Качество щебеночного основания оценивается показателями жесткости, плотности, ровности и его размерами - шириной, толщиной и величиной уклонов, которые контролируют в процессе работы и проверяют окончательно перед укладкой асфальтобетонного покрытия. Контролировать эти показатели следует на тех полосах, где после укладки покрытия ожидается интенсивное движение автомобилей, - примерно на расстоянии 1 м от кромки основания (проезжей части).

8.2. В зависимости от поставленной задачи жесткость можно контролировать либо по модулю упругости несущего слоя основания, либо по общему модулю упругости основания и земляного полотна. Для измерения жесткости рекомендуется испытание местным нагружением с передачей нагрузки через круглый жесткий штамп (см. приложение 2 настоящих «Методических рекомендаций) или от заднего колеса грузового автомобиля (приложение 2 настоящих «Методических рекомендаций»).

8.3. Модуль упругости слоя основания, установленный послойными штамповыми испытаниями, должен быть не менее расчетного значения, принятого при проектировании прочности конструкции.

Возможные причины недостаточной жесткости слоя - неудовлетворительное качество исходных материалов и производства работ, недостаточные сроки формирования прочного щебня под движением автомобильного транспорта. При этом не исключено, что модуль упругости был назначен без учета фактических свойств местных каменных материалов, например без учета требований п. 3.5 настоящих «Методических рекомендаций». Укладывать асфальтобетонное покрытие на такие основания можно лишь после устранения дефектов, т.е. повышения жесткости до требуемой путем укладки дополнительных слоев, доуплотнения, регулирования автомобильного движения по ширине основания и т.д. Эффективным может оказаться увеличение толщины асфальтобетонного покрытия на 1 - 2 см в соответствии с табл. 3.1 при пониженной жесткости щебеночного слоя.

Контроль жесткости щебеночного слоя основания послойными штамповыми испытаниями - трудоемкий процесс (1 - 2 ч), требующий специального оборудования, поэтому он рекомендуется главным образом при строительстве эталонных участков. На этих участках проверяют эффективность принимаемых технологических схем производства работ и используемых каменных материалов, а также нормативы плотности для текущего контроля. Особая необходимость в этом возникает при применении разновидностей местных каменных материалов, которые в зависимости от особенностей их свойств и условий строительства могут изменять показатели жесткости и плотности в широком диапазоне.

8.4. Общий модуль упругости основания, определенный при поверхностных штамповых испытаниях, а в случае отсутствия специального оборудования - при испытании колесом автомобиля, должен быть не менее требуемого значения. Выполнение этого условия достаточно для положительной оценки общей жесткости основания при конструктивных слоях и земляном полотне из несвязных материалов и грунтов.

Для связных грунтов земляного полотна следует дополнительно проверить их относительную влажность; если она не менее расчетной (по ВСН 48-72), то положительная оценка общей жесткости сохраняется. Если фактическая относительная влажность Wфакт меньше расчетной Wрасч, то к установленному испытанием общему модулю упругости вводится поправочный коэффициент Квл, уменьшающий его значение с учетом последующего доувлажнения грунтов в процессе эксплуатации дороги:

где D - диаметр испытательного штампа, см;

H - толщина стабильных слоев основания, см.

х) Формула получена из приближенных расчетов по ВСН 46-72 с использованием номограммы для двухслойных упругих систем; по данным натурных испытаний, значения коэффициента должны быть ближе к 1.

Причинами недостаточной общей жесткости, кроме перечисленных в п. 8.3 настоящих «Методических рекомендаций», могут быть неблагоприятные условия возведения слоев земляного полотна и основания: в зимнее время сильные морозы и снегопады, в дождливое - переувлажнение связных грунтов, набухание и в результате нарушение их плотности, причем последнее представляет опасность даже для предварительно хорошо уплотненного земляного полотна. Для предупреждения этих дефектов рекомендуется сокращать до минимума сроки производства зимних работ и разрывов во времени между устройством земляного полотна и основания.

При недостаточной общей жесткости укладку замыкающего асфальтобетонного слоя следует отложить до момента завершения процессов консолидации грунтов и материалов, что может быть проверено повторными испытаниями местным нагружением. В случае необходимости обеспечения временной эксплуатации дороги может оказаться целесообразной укладка нижнего слоя покрытия; укладка верхнего слоя допускается в последующие годы.

8.5. Плотность основания оценивается визуально в соответствии со СНиП III-Д.5-73 (или ВСН 184-75) и контролируется по показателю остаточной пористости (см. приложение 1 настоящих «Методических рекомендаций»). Нормативы пористости приведены в пп. 4.7, 5.4 настоящих «Методических рекомендаций».

8.6. Ровность и уклоны поверхности, ширину и толщину слоя контролируют в соответствии с требованиями СНиП III-Д.5-73 (или ВСН 184-75).

В связи с воздействием автомобильного транспорта на основание дорожной одежды (до укладки покрытия) возможно образование неровностей. Рыхление сформировавшегося слоя и его выравнивание крупным щебнем или неукрепленными мелкозернистыми смесями недопустимы. Эти дефекты следует исправлять досыпкой, планировкой и уплотнением мелкозернистых материалов, предварительно обработанных вяжущими: цементопесчаной смесью 1 класса прочности (ВСН 184-75) или высокопористым песчаным асфальтобетономх).

х) См. «Методические рекомендации по применению высокопористого асфальтобетона с уменьшенным расходом битума и в конструкциях дорожных одежд». Союздорнии. М., 1978.

8.7. Выравнивающий слой с расходом укрепленных материалов от 40 до 100 т на 1000 м2 основания служит для обеспечения нормативной ровности основания и стабильности показателя прочности дорожной конструкции по протяжению строящейся дороги.

Перед устройством выравнивающих слоев рекомендуется на основе данных испытаний колесом автомобиля составить ведомость результатов измерения упругих прогибов (общих модулей упругости) по пикетам и выявить ослабленные участки основания.

Приложение 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ПОРИСТОСТИ ЩЕБЕНОЧНОГО СЛОЯ

До укладки щебеночного слоя в основание определяют объемную массу зерен щебня (гравия или песка) зерн. Испытания проводят в отдельности для зерен щебня основной россыпи и для заклинивающих материалов в соответствии с ГОСТ 8269-76. В расчет принимается средневзвешенное значение показателей этих материалов с учетом их фактического объемного соотношения в щебеночном основании.

Объемная масса щебеночного слоя сл устанавливается после завершения процесса его формирования. Отбирается проба массой около 10 кг и после высушивания определяется ее окончательная масса. Объем, занимаемый этой пробой в основании, измеряется прибором типа баллонного или мембранного плотномерах) либо методом обратной засыпки лунки порциями сухого одномерного песка с заданными объемами.