При лабораторном подборе составов цементогрунтовых смесей необходимо учитывать, что эти составы должны обеспечить получение принятого расчетного модуля деформации цементогрунта.

Расчетная величина модуля деформации назначается проектной организацией с учетом категории лесовозной автодороги и работы конструктивного слоя из цементогрунта в конкретных природных условиях.

Значение модуля деформации цементогрунта, получаемое при испытании образцов, приготовленных в лаборатории, должно не менее чем в 1,5 раза превышать величину модуля деформации, принятую в проекте.

Подбор составов смесей и испытание образцов цементогрунта производят по методу, изложенному в приложении СН 25-64.

Для предварительных подсчетов потребного количества цемента для укрепления грунтов при составлении проектного задания допускается принимать ориентировочные нормы расхода, указанные в табл. 16.

Таблица 16

Расход вяжущих материалов (ориентировочный)

Наименование грунтов

Неорганические вяжущие материалы (цемент, известь)

для покрытий

для оснований

Крупнообломочные несцементированные грунты (гравийные, дресвяные), а также грунтогравийные и грунтощебеночные смеси, близкие к оптимальному составу

4 - 6

80 - 120

3 - 5

60 - 100

Пески разнообразного состава, в том числе мелкие и пылеватые пески, а также супеси с числом пластичности менее 3

5 - 8

100 - 160

4 - 7

80 - 140

Супеси с числом пластичности 3 - 7 и легкие суглинки (пылеватые и непылеватые)

8 - 10

160 - 200

6 - 8

125 - 175

Суглинки тяжелые и суглинки тяжелые пылеватые

11 - 14

220 - 260

8 - 11

160 - 220

Глины песчанистые, глины пылеватые

13 - 15

225 - 275

10 - 12

220 - 240

Примечание. Расход вяжущих указан в числителе в % от веса смеси, в знаменателе - в кг/м3.

Укрепление грунтов известью

Грунты, укрепленные известью или известью с различными добавками, характеризуются относительно меньшей морозоустойчивостью, чем цементогрунты. В связи с этим при назначении конструкций дорожных одежд из грунтов, укрепленных известью, во II дорожно-климатической зоне изложенные ниже рекомендации применимы только для опытного строительства на отдельных участках дорог.

Известкованные грунты, в основном, рекомендуются к использованию в IV - V зонах или в III зоне в нижних слоях оснований. Требования к прочности известкованного грунта устанавливают, как и для цементогрунта, в соответствии с показателями табл. 15. Модули деформации известкованного грунта принимают не выше 1200 кг/см2.

Требования к материалам

Грунты. Для укрепления грунтов известью пригодными являются: тяжелые пылеватые супеси, суглинки и глины различных генетических типов, а также оптимальные гравийно-песчаные и щебенисто-песчаные смеси с максимально допустимым содержанием мелкозема. Грунты, подвергаемые укреплению известью, в естественном виде, помимо требований, изложенных в общих положениях гл. 4, должны иметь влажность границы текучести не более 55 % и число пластичности не менее 4.

Глины с числом пластичности от 17 до 27 разрешается укреплять как добавкой одной извести, так и комплексными методами с применением различных добавок, повышающих прочность и водоустойчивость известкованного грунта (жидкого стекла, каустической соды, сернокислого натрия и др. солей). Песчаные грунты, а также супесчаные с числом пластичности менее 4 допускается укреплять известью после введения в них добавок суглинка из золы-уноса.

Торфянистые грунты и органические илы укреплять известью не допускается.

Известь. Известь строительная, используемая для укрепления грунтов, должна быть I или II сорта и соответствовать требованиям ГОСТ 9179-59.

Известь применяют как воздушную, так и гидравлическую. Воздушную известь применяют в порошкообразном виде как гашеную (гидратная известь), так и негашеную (молотая негашеная известь). Тонкость помола молотой негашеной извести должна удовлетворять условию, чтобы 80 % веса пробы проходило через сито 0,1 мм, а остаток на сите полностью проходил через сито 2 мм.

Известь молотую негашеную применяют в качестве:

а) самостоятельного вяжущего материала для укрепления грунтов;

б) активной насыщающей добавки при укреплении кислых грунтов цементом, при укреплении суглинистых, солонцеватых и засоленных грунтов цементом, битумом или дегтем;

в) добавки для подсушивания переувлажненных грунтов земляного полотна.

Известь гашеную (гидратную) используют в качестве самостоятельного вяжущего или активной добавки, при укреплении грунтов цементом или битумом.

Для хранения молотой негашеной извести необходимо иметь сухие помещения, предохраняющие ее от увлажнения. Срок хранения молотой негашеной извести в бумажной таре допускается не более 20 сут. Срок хранения гашеной извести (пушонки) - не более 30 сут.

Активные добавки. В целях ускорения процессов твердения и повышения прочности и водоустойчивости известкованного грунта рекомендуется применять следующие добавки: силикат натрия (жидкое стекло), хлористый кальций, хлорное и сернокислое железо, сернокислый магний, сернокислый натрий и каустическую соду.

Эти добавки должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТ, перечисленных выше (см. укрепление грунтов цементом). В качестве активной добавки к известково-грунтовым смесям, в особенности к песчаным, легким супесчаным и гравийно-песчаным, могут быть использованы добавки золы-уноса. Эти золы должны содержать частиц меньше 0,05 мм 70 % и более.

При проектировании известково-грунтовых оснований или покрытий с защитным слоем износа руководствуются теми же принципами, что и при проектировании цементогрунта. Лабораторный подбор составов известково-грунтовых смесей и испытание образцов производят в том же объеме, как и для цементогрунтовых смесей.

Дозировка извести на стадии проектного задания устанавливается по данным табл. 16.

Проектирование покрытий из грунтов, укрепленных органическими вяжущими

К органическим вяжущим, пригодным для укрепления грунтов, с целью использования их в покрытии автомобильных лесовозных дорог, относятся:

1. Нефтяные и сланцевые битумы.

2. Каменноугольные дегти.

3. Фурфуроланилиновые смолы.

4. Древесные смолы.

Самыми распространенными, наиболее часто применяемыми и хорошо изученными органическими вяжущими являются нефтяные битумы. Битумы могут применяться как в натуральном виде, так и в виде водных эмульсий. Эмульсии имеют ряд ценных преимуществ перед жидкими битумами:

1) Возможность производства работ при минеральных материалах повышенной влажности и даже при небольших дождях, а также при температурах, близких к 0 °С. Это значительно увеличивает строительный сезон, что особенно важно в условиях II климатической зоны.

2) Возможность использования для укрепления минеральных материалов вяжущего наиболее вязких марок, что повышает прочность покрытия и тем самым сокращает потребность в вяжущем.

3) Удобство транспортировки и применения (розлива, перемешивания).

Приготовляются эмульсии на передвижных или стационарных эмульсионных установках (заводах).

По быстроте распада они разделяются на быстро распадающиеся, средне распадающиеся и медленно распадающиеся.

При укреплении минеральных материалов смешением на дороге наиболее удобны медленно распадающиеся эмульсии.

Быстро распадающиеся эмульсии применимы для поверхностной обработки (а также для пропитки).

Возможные конструктивные решения дорожной одежды из материалов, укрепленных эмульсиями, аналогичны конструкциям дорожной одежды из материалов, обработанных жидким или вязким битумом.

Конструктивные требования. Грунты, укрепленные органическими вяжущими, рекомендуется применять в конструктивных слоях дорожных одежд, руководствуясь данными табл. 14.

При устройстве покрытий из грунтов, укрепленных битумной эмульсией или жидкими битумами и дегтями, во II - IV дорожно-климатических зонах в качестве защитного слоя износа обязательно производят двойную поверхностную обработку.

Пригодность укреплённого грунта для устройства покрытий и оснований устанавливают по показателям физико-механических свойств грунтов и соответствию их требованиям, приведенным в табл. 17 и 18.

В зависимости от расчетной толщины покрытия и основания устраиваются в один или два слоя. Минимальная толщина одного слоя - 6 см, максимальная - 20 см.

Каменные материалы (гравийные, щебеночные, грунтощебень), укрепленные битумом или эмульсией по способу смешения на дороге или в установке, могут найти применение на лесовозных дорогах при больших грузооборотах и недостатке в каменных материалах.

Профиль покрытия, как правило, должен быть корытный с укрепленными обочинами.

Обработанный вяжущими слой может укладываться на естественный грунт земляного полотна (при благоприятных грунтовых условиях), на основание из естественного каменного материала, на основание из грунтов, укрепленных вяжущими (органическими или неорганическими), или на подстилающий дренирующий слой.

Для предохранения от истирания несущего слоя по покрытию устраивается поверхностная обработка.

Грунты, укрепленные битумом или эмульсией, могут применяться на лесовозных дорогах для покрытий и для оснований под покрытия.

Таблица 17

Показатели физико-механических свойств грунтов, укрепленных органическими вяжущими материалами

Наименование показателей

Грунты, укрепленные

жидкими битумами или дегтями

жидкими битумами или дегтями с применением добавок активных веществ

битумными эмульсиями

нижние слои оснований

верхние слои оснований или покрытия

нижние слои оснований

верхние слои оснований или покрытия

нижние слои оснований

верхние слои оснований или покрытия

Предел прочности при сжатии сухих образцов при 20 °С в кг/см2

Не определяется

Не менее 8

Не определяется

Не менее 12

Не определяется

Не менее 15

То же при 50 °С в кг/см2

То же

Не менее 5

То же

Не менее 7

То же

Не менее 8

Предел прочности при сжатии водо-насыщенных образцов при 20 °С в кг/см2

»

Не менее 4

»

Не менее 6

»

Не менее 7

Капиллярное водонасыщение, % по объему

6

Не определяется

Не более 4

Не определяется

Не более 5

Не определяется

Набухание в % по объему

Не определяется

Не более 6

Не определяется

Не более 4

Не определяется

Не более 4

Коэффициент уплотнения

Не менее 0,95

Не менее 0,95

Не менее 0,95

Не менее 0,95

Не менее 0,95

Не менее 0,95

Примечания: 1. Показатели свойств даны: для образцов 7-суточного возраста - при укреплении битумами и дегтями и при применении добавок активных поверхностно-активных веществ, для образцов 10-суточпого возраста - при укреплении битумными эмульсиями.

2. Набухание в IV - V климатических зонах не определяют.

3. Прочность при сжатии водонасыщенных образцов в IV - V климатических зонах определяют при капиллярном водонасыщении образцов.

4. Коэффициент уплотнения определяют как отношение объемного веса вырубки с ненарушенной структурой к объемному весу образцов из этой же вырубки, переформованных при оптимальной влажности под нагрузкой 300 кг/см2; грунтогравийных и грунтощебеночных - под нагрузкой 400 кг/см2.

По покрытию из укрепленных грунтов обязательно также устройство поверхностной обработки.

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

Таблица 18

Показатели физико-механических свойств грунтогравийных и грунтощебеночных смесей, укрепленных органическими вяжущими материалами

Наименование показателей

Грунтогравийные и грунтощебеночные смеси, укрепленные

жидким битумом или дегтем

жидким битумом или дегтем с добавками или битумными эмульсиями

Предел прочности при сжатии сухих образцов при 20 °С в кг/см2

Не менее 8

Не менее 15

То же, при 50 °С и кг/см2

Не менее 5

Не менее 9

Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов при 20 °С в кг/см2

Не менее 5

Не менее 8

Набухание в % по объему

Не более 3

Не более 2

Коэффициент уплотнения

Не менее 0,95

Не менее 0,95

Примечание. Показатели свойств образцов даны для 7-суточного возраста при укреплении битумами или дегтями, а также добавками; для 10-суточного возраста - при укреплении битумными эмульсиями.