Страница 8: Рекомендации по проектированию дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог (54142)

Требования к материалам. Грунты. Оценку пригодности грунтов для укрепления органическими вяжущими производят по табл. 19.

Наиболее пригодными для устройства покрытий и оснований являются супесчаные крупнообломочные грунты, близкие к оптимальному гранулометрическому составу. В условиях II климатической зоны указанные грунты рекомендуется укреплять органическими вяжущими обязательно с добавками активных и поверхностно-активных веществ.

Грунты песчаные и супесчаные, с числом пластичности менее 3, пригодны для устройства покрытий и оснований только после улучшения их гранулометрического состава.

1. В качестве добавок используют известь, золу-унос, хлористый кальций, хлорное железо, а также активные добавки.

2. При использовании битумных эмульсий в качестве добавок применяют известь или цемент.

3. Легкие суглинки при использовании битумных эмульсий пригодны с добавкой извести или цемента.

Пылеватые пески пригодны для устройства покрытий и оснований без улучшения их состава в том случае, если их укрепляют битумной эмульсией и добавкой извести.

Таблица 19

Оценка пригодности грунтов для укрепления их органическими вяжущими материалами и добавками в различных климатических условиях

1 В качестве добавок используют известь, золу-унос, хлористый кальций, хлорное железо, а также активные добавки.

Укрепление суглинков во II климатической зоне обязательно, а в III - IV зоне желательно с добавками активных и поверхностно-активных веществ. Укрепление битумными эмульсиями суглинков с числом пластичности более 12 не рекомендуется.

Глины с числом пластичности не более 22 допускается укреплять битумами и дегтями только с введением гранулометрических добавок и добавок активных и поверхностно-активных веществ. Для улучшения состава суглинков и глин следует применять в качестве скелетных добавок крупнозернистый песок, гравий, щебень, дресву, ракушку, опоку и каменную мелочь. Также можно применять для улучшения состава связных грунтов молотый известняк, пресноводную известь, каменноугольную золу и др. Скелетные добавки вводят в грунты в количестве, при котором гранулометрический состав улучшенного грунта должен быть близок оптимальному, при этом количество добавок не должно превышать 50 %.

Жидкие битумы, битумные эмульсии и дегти. Выбор типа вяжущего материала для укрепления грунтов должен производиться с учетом климатических условий и свойств конкретных местных грунтов в соответствии с табл. 19.

В условиях II и III дорожно-климатических зон надлежит применять преимущественно битумные эмульсии, а также жидкие битумы класса А, каменноугольные дегти и сланцевые битумы.

Для укрепления грунтов и грунтогравийных (грунтощебеночных) смесей применяются жидкие нефтяные битумы класса «А» и «Б», сланцевые битумы, отвечающие требованиям специальных технических условий, а также медленно распадающиеся эмульсии, приготовленные из битумов марок БН-II, БН-III, 50 - 60 % концентрации с эмульгатором - сульфитно-спиртовой бардой (ССБ), и битумные пасты 30 - 40 % концентрации с использованием в качестве эмульгатора извести или глины.

Жидкие нефтяные битумы могут применяться как заводского изготовления, так и составленные на месте производства работ путем разжижения вязких битумов марок I, II и III.

В качестве разжижителей могут использоваться легкие фракции нефти (для получения битума класса «А») и тяжелые разжижители (для класса «Б»).

По условиям удобообрабатываемости грунтов при смещении грейдерами, фрезами и другими простейшими механизмами для обработки песчаных и супесчаных грунтов следует применять более вязкие битумы марок «А-4» или «Б-4», для обработки: суглинистых грунтов - менее вязкие битумы марок «А-3», «Б-3».

При смешении грунтов передвижными смесителями для обработки песчаных и супесчаных грунтов следует применять вяжущие марок А-5, Б-5, а для обработки суглинистых грунтов - вяжущие марок А-4, Б-4.

При выборе марок битумов следует руководствоваться следующими данными:

1. Прочность и водоустойчивость покрытий и оснований, при прочих равных условиях, получается тем выше, чем больше вязкость битума.

2. Износ покрытий из минеральных материалов, обработанных сланцевыми битумами, происходит быстрей, чем покрытий, построенных с применением нефтяных битумов, поэтому для слоя износа следует применять, когда это возможно, полутвердые и твердые нефтяные битумы.

3. Чем больше прочность минеральных материалов и чем меньше в них содержания частиц мельче 0,074 мм, тем при прочих равных условиях больше может быть вязкость применяемых битумов.

4. Жидкие сланцевые битумы обеспечивают более быстрое, по сравнению с нефтяными битумами, обволакивание холодных и слегка увлажненных минеральных материалов.

5. В районах с большим количеством осадков целесообразно применять жидкие битумы класса А или сланцевые, обеспечивающие большую монолитность покрытия при меньших сроках для его формирования.

6. Расход сланцевых битумов на 10 - 20 % выше расхода нефтяных битумов.

Количество вяжущего материала, потребное для укрепления грунтов, зависит от их гранулометрического состава и применяемых добавок.

На стадии проектного задания можно пользоваться ориентировочными нормами, приведенными в табл. 20.

Таблица 20

Ориентировочный расход вяжущих

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

Активные добавки, поверхностно-активные вещества. Активные добавки и поверхностно-активные вещества применяют в соответствии с указаниями табл. 19, а также при укреплении переувлажненных грунтов.

Активными добавками являются вещества, которые уменьшают гидрофильность грунта и одновременно создают условия для лучшего взаимодействия грунта с органическими вяжущими материалами, обусловливающими повышение сцепления пленки битума с грунтом.

Активные добавки вводят непосредственно в грунт.

В качестве активных добавок к грунтам могут применяться: известь негашеная (молотая кипелка), известь гашеная (пушонка), хлорное железо, хлористый кальций, цемент (портландский и пуццолановый), молотый известняк, фильтр - прессная грязь, пресноводная известь, золы твердого топлива.

Из этих добавок наиболее активной является известь. Использование извести в качестве добавки при меньшем количестве битума (в среднем на 30 - 40 %) повышает прочность грунта в водонасыщенном состоянии более чем в 2 раза.

Известь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 10178-62 и содержать активных CaO + MgO не ниже 50 %.

Хлористый кальций должен удовлетворять требованиям ГОСТ 450-58.

Поскольку СаСl2 вводится в грунт в виде водных растворов, то для приготовления раствора может быть использован СаСl2 как в виде обезвоженного, так и в виде плавленого и жидкого (с концентрацией не менее 32 %). Хлорное железо должно удовлетворять требованиям ГОСТ 2113-49. Цемент должен применяться марок 300 - 500 и удовлетворять требованиям ГОСТ 970-41.

Добавки порошкообразных известняковых материалов (молотого известняка, фильтпрессной грязи и др.) должны содержать в своем составе не менее 60 % СаСО3 и частиц размером < 0,074 мм, не менее 70 %. Зола твердого топлива должна содержать частиц размером менее 0,074 мм не менее 70 - 80 %.

В качестве поверхностно-активных веществ применяются, в зависимости от свойств грунта, древесные смолы (генераторные или сухоперегонные), торфяная генераторная смола, сланцевая низкотемпературная смола, синтетические жирные кислоты, железные соли органических кислот и др.

При использовании в качестве вяжущего сланцевого битума, каменноугольного дегтя или битумных эмульсий ограничиваются применением активных добавок.

При использовании в качестве вяжущего нефтяных битумов их применяют как с введением только активных добавок, так и в сочетании с поверхностно-активными веществами (двойными добавками). Двойные добавки особенно рекомендуется применять при укреплении тяжелых суглинков, глин и засоленных грунтов.

Двойные добавки так же, как и добавки одной извести необходимо применять для укрепления грунтов с влажностью выше оптимальной.

Проектирование составов смесей из грунтов, укрепленных органическими вяжущими материалами

При выборе способа укрепления и проектировании состава необходимо определить: свойства местных грунтов, свойства вяжущих материалов, необходимость введения гранулометрических, активных и поверхностно-активных добавок и их количество, количество вяжущего материала и свойства укрепленного грунта и соответствие их требованиям, приведенным в табл. 17 и 18. Составы укрепленного грунта проектируют в лабораториях проектных организаций или в лабораториях строительных организаций. Лаборатории строительства осуществляют также технический контроль в процессе работ и при оценке качества готового покрытия или основания.

Отбор проб исходных материалов производят в соответствии с правилами приемки строительных материалов. Вес средней пробы грунта должен быть не менее 3 - 5 кг, грунтогравийных и грунтощебеночных смесей - до 10 кг. Подбор составов смесей и испытание образцов грунтов, укрепленных органическими вяжущими материалами, производят по методике, изложенной в приложении VII «Указаний» (СН 25-64).

Покрытия из грунтов, укрепленных фурфуроланилиновой смолой (ФАС)

Грунты, укрепленные фурфуроланилиновой смолой, могут применяться для устройства покрытий и оснований лесовозных автодорог во II - IV климатических зонах.

Одним из достоинств фурфурола и анилина является самопроизвольное распределение их в грунте, что дает возможность применять для укрепления грунтов небольшие дозы вяжущего (0,5 - 2 %), что снижает затраты на его транспортировку и перемешивание.

Суммарный расход фурфурола и анилина составляет в среднем 10 - 15 % от потребления битума или цемента, поэтому применение его особенно целесообразно там, где затруднена доставка вяжущих.

Конструкции дорожных покрытий из грунтов, обработанных ФАС, принимаются такими же, как и из грунтов, укрепленных битумом. Покрытия могут быть однослойными и двухслойными. Максимальная толщина одного слоя - 20 см, минимальная - 8 см.

Покрытие из грунта, укрепленного ФАС, требует поверхностной обработки битумами или эмульсией со щебеночными или гравийными материалами.

Модуль деформации грунта, укрепленного ФАС, принимается в пределах от 600 до 1200 км/см2 в соответствии с табл. 21. Расчетные значения относительной деформации покрытия принимаются в пределах 0,055 - 0,060.

Таблица 21

Нормы расхода ФАС