Страница 5: Рекомендации по проектированию дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог (54142)

б) количество пустот, форму и степень окатанности гравийных зерен, объемный вес материала;

в) прочность на истирание в полочном барабане;

г) морозостойкость гравийного материала.

Грунтогравийные покрытия. Грунтогравийные покрытия строятся по типу гравийных покрытий.

Грунтогравийный материал должен отвечать следующим требованиям:

а) содержание частиц размером от 5 до 40 мм - 25 - 40 %;

б) содержание глинистых частиц (мельче 0,005 мм): не более 10 % - для II климатической зоны и не более 15 % для III - IV климатических зон;

в) число пластичности для части смеси, прошедшей сито с отверстиями 0,63 мм, - от 3 до 6.

Глава 3. Проектирование грунтощебеночных покрытий

Требования к материалам. Применение грунтощебня дает возможность широко использовать слабые каменные материалы.

Грунтощебеночное покрытие может проектироваться по типу гравийных или грунтогравийных дорог.

В первом случае грунтощебеночная смесь должна отвечать требованиям, предъявляемым к гравийным смесям, во втором случае - требованиям, предъявляемым к грунтогравийному материалу.

Грунтощебеночное покрытие может устраиваться по одной из следующих схем:

Схема 1 - при грунте земляного полотна, пригодном для создания грунтощебня требуемого состава. Земляное полотно разрыхляется на глубину, определимую по формуле:

h1 = hp · (1 - 0,01 · n),

где hp - толщина покрытия по расчету;

n - принятое проектом процентное содержание щебня в грунтощебеночной смеси.

Разрыхленный грунт собирается в призму.

На призму грунта вывозится щебень требуемого гранулометрического состава в объеме:

Q1 = 0,01Q · n,

где Q - общий объем грунтощебеночной смеси.

Перемешивание щебня с грунтом производится смесителями или другими дорожными машинами.

Схема 2 - при грунте земляного полотна, непригодном для создания грунтощебеночной смеси, или при укладке покрытия на подстилающий слой.

На дорожное полотно последовательно вывозятся с укладкой в призму, щебень в объеме Q1 = 0,01Q · n и грунт в объеме Q2 = (1 - 0,01n)Q и перемешиваются смесителем.

Грунты для грунтощебня применяются любых разновидностей, кроме песков и легких супесей.

Грунт, входящий в грунтощебень, обладает наилучшими вяжущими свойствами, когда его относительная влажность не ниже 0,4 - 0,5. Для поддержания этой влажности и сохранения упругопластических свойств грунтощебня рекомендуется применять добавку хлористого кальция в количестве 1 - 1,5 % от веса грунта.

Щебень для грунтощебеночных покрытий применяется с временным сопротивлением сжатию не ниже 300 кг/см2.

Щебень для верхнего слоя покрытия должен иметь размеры 25 - 55 мм, для нижнего слоя - 25 - 75 мм.

Форма щебня должна приближаться к кубической. Примесь лещадок (щебенок с соотношением сторон 1:3 и более) не должна превышать 20 %.

Доменные шлаки для грунтощебеночных покрытий могут применяться как кислые, так и основные.

По крупности и гранулометрическому составу шлаковый щебень должен удовлетворять тем же требованиям, что и щебень из естественного камня.

Конструкция дорожной одежды. Покрытие из грунтощебня устраивается, как правило, серповидного профиля.

Покрытие выполняется в один или два слоя в зависимости, от принятой по расчету общей толщины покрытия и применяемых механизмов для перемешивания грунта со щебнем.

Значительное усиление грунтощебня достигается путем обработки в нем грунта битумом или дегтем. Для суглинистых и тяжелосуглинистых грунтов достаточно ввести в грунт 5 - 7 % вяжущего.

Битум и деготь придают грунтощебню водоустойчивость и в дождливый период обеспечивают проектный модуль деформации как верхнего, так и нижнего слоя покрытия.

Обработка грунтощебня цементом или известью также повышает водоустойчивость, стабилизирует модуль деформации и, кроме того, придает покрытию повышенную жесткость, что позволяет устраивать на нем (как на основании) усовершенствованные покрытия.

При значительной дальности возки каменного материала или готового щебня может оказаться экономически оправданным уменьшение толщины грунтощебеночного покрытия за счет создания основания из местного грунта, укрепленного известью или улучшенного минеральными добавками.

Необходимые анализы. Для проектирования грунтощебеночной одежды необходимо иметь:

а) гранулометрический состав грунтов земляного полотна;

б) число пластичности грунта (частиц мельче 0,5 мм);

в) данные лабораторных испытаний каменных материалов (прочность на сжатие, истирание, морозостойкость и т.д.), на основании которых определяется марка каменной породы;

г) гранулометрический состав щебня (если таковой получается для проектируемой дороги в готовом виде) и число пластичности фракций мельче 0,5 мм.

Глава 4. Проектирование покрытий из грунтов, укрепленных вяжущими

Общие положения

Конструктивные слои дорожных одежд из грунтов, укрепленных различными вяжущими материалами при строительстве лесовозных автомобильных дорог, допускается применять:

а) для устройства оснований и подстилающих слоев одежд с усовершенствованными покрытиями;

б) для устройства подстилающих слоев, оснований и покрытий одежд облегченного и переходного типов.

Пригодность грунтов для укрепления вяжущими материалами устанавливают, руководствуясь классификацией грунтов для проектирования и сооружения земляного полотна (СНиП II-Д.5-62 таб. 13). При этом дополнительно учитывают следующие требования: несцементированные обломочные грунты, укрепляемые вяжущими (как в естественном виде, так и в смеси подобранного состава), не должны содержать частиц размером от 2 до 50 мм более 50 % по весу. В смесях, укладываемых в покрытие, или при устройстве основания в один слой, содержание частиц крупнее 50 мм (но не более 70 мм) допускается не свыше 10 %. В случае укрепления крупнообломочных грунтов или смесей, содержащих частицы размером до 25 мм, общее количество фракции от 2 до 25 мм допускается не более 70 % по весу грунта.

Искусственные грунтощебеночные и грунтогравийные смеси рекомендуется подбирать по принципу плотных смесей с коэффициентом сбега 0,90 - 0,8 (рис. 7), при этом число пластичности для частиц мельче 0,5 мм должно быть не более 12.

Рис. 7. Кривые зернового (гранулометрического) состава грунтовых, грунтово-гравийных и грунтово-щебеночных смесей, укрепляемых вяжущими материалами.

При подборе смесей предпочтение отдается составам с максимальным размером частиц до 25 мм. Прочность частиц размером от 2 до 25 мм естественных крупнообломочных грунтов (или гравийно-щебеночных смесей) не нормируется. При содержании в смеси частиц крупнее 25 мм их прочность должна быть не ниже 4 класса.

Глинистые грунты (суглинки, глины) допускается подвергать укреплению различными вяжущими материалами, при этом число пластичности должно быть не более 27.

Наиболее пригодными для укрепления являются крупнообломочные щебенистые и гравелистые грунты, супеси легкие и крупные, легкие суглинки, близкие к оптимальному составу, с числом пластичности от 3 до 12.

Пригодность разновидностей грунтов, отвечающих требованиям, для устройства оснований или покрытий, устанавливают путем лабораторного подбора составов смесей грунта с вяжущими материалами и другими добавками так, чтобы показатели физико-механических свойств подобранных смесей соответствовали данным, приведенным ниже (табл. 15, 17 и 18).

Связные грунты до введения в грунт вяжущих материалов должны быть размельчены до такой степени, чтобы количество глинисто-пылеватых комков крупнее 5 мм, не превышало 25 % общего веса грунта, в том числе комков крупнее 10 мм - не более 10 %. Наилучшее размельчение связных грунтов достигается при относительной влажности, близкой к значению 0,3 - 0,4F (где F - влажность границы текучести грунта).

Укрепленные грунты при строительстве автомобильных дорог применяют в III - V дорожно-климатических зонах без ограничений. Во II дорожно-климатической зоне можно укреплять крупнообломочные грунты, пески, супеси и легкие суглинки. Тяжелосуглинистые грунты допускается укреплять лишь при внесении активных добавок или добавок синтетических полимеров.

Основания и покрытия из укрепленных грунтов следует устраивать преимущественно при 1-м типе местности, установленном табл. 18 «Технических указаний по проектированию лесозаготовительных предприятий».

При 2-м и 3-м типе местности конструктивные слои из укрепленного грунта устраивают только в насыпи, высоту которой назначают на 10 - 20 % выше возвышений, указанных в табл. 19 и 20 «Технических указаний по проектированию лесозаготовительных предприятий».

Устройство оснований и покрытий из укрепленных грунтов в выемках с переувлажненными грунтами во II - III дорожно-климатических зонах не допускается.

Укрепление грунтов производят с учетом местных грунтовых и климатических условий и имеющегося оборудования методом смешения на дороге:

а) с помощью дорожных фрез и автогрейдеров, осуществляющих многократные проходы;

б) с помощью грунтосмесительных однопроходных машин. Укрепленный грунт может приготовляться и непосредственно в карьере, в стационарных или передвижных смесительных установках, с последующей вывозкой и укладкой на дороге.

При проектировании должны быть подробно изучены свойства и условия естественного залегания грунтов с выявлением районов распространения разновидностей грунтов, наиболее пригодных для укрепления.

Одновременно устанавливают грунты по типам почвообразования, уточняют границы распространения непригодных для укрепления грунтов (тяжелых глин, засоленных, заболоченных грунтов, а также сильно гумусированных почв).

В период изысканий отбирают средние пробы грунтов для лабораторных исследований состава и физико-механических свойств, а также пробы грунтов для подбора составов смесей с добавкой вяжущих веществ и других реагентов.

Вес средней пробы должен составлять 50 - 60 кг для мелкозернистого грунта и 80 - 100 кг для крупнообломочных (щебенистых и гравелистых) грунтов.

При проектировании конструктивных элементов дорожных одежд для предварительных оценок и выбора вариантов можно руководствоваться табл. 14.

Покрытия из грунтов, укрепленных вяжущими, при ширине обочин менее 1 м, а также при толщине слоя до 15 см, устраивают серповидного профиля, при большей ширине обочин (и большей толщине) - полукорытного и корытного профиля.

При устройстве оснований и покрытий из укрепленных грунтов в два слоя - для нижнего слоя рекомендуется производить работы методом смешения на дороге.

Смеси для верхнего слоя целесообразнее приготовить в установке на стороне (при наличии таковой) и доставлять ее автосамосвалами к месту укладки.

При необходимости устройства морозозащитного слоя с использованием дренирующих материалов более целесообразно приготовлять грунтовую смесь на стороне или на заводе. Обработку слоя грунта вяжущими можно также производить смешением на дороге при условии обеспечения оптимальной влажности в морозозащитном слое.

Рекомендуемые конструкции дорожных одежд из укрепленных грунтов в зависимости от типов покрытий и дорожно-климатических зон представлены в табл. 14.

Таблица 14

Конструкции дорожных одежд с использованием укрепленных грунтов