Для устройства покрытий и оснований из грунтов, укрепленных ФАС, могут быть использованы связные бескарбонатные грунты с числом пластичности от 5 до 17 и имеющие водородный показатель рН водной вытяжки не более 7,4.
Непригодными для этой цели являются тяжелые глины, засоленные грунты, галечник, щебень с низким содержанием мелкозема, карбонатные грунты с резко щелочной реакцией, торфы.
Наибольшая прочность и погодоустойчивость при наименьшем расходе ФАС достигается при укреплении грунтов оптимального гранулометрического состава. С целью уменьшения расхода химических материалов тяжелые суглинистые грунты следует улучшить гранулометрическими добавками (мелким гравием, пылеватым, мелкозернистым и крупнозернистым песком), приближая их состав к оптимальной смеси. Чистые пески требуют для своего укрепления повышенного расхода ФАС; обработанные пески имеют большую хрупкость и низкую погодоустойчивость. Укрепление этих грунтов ФАС возможно только после предварительного введения в них добавок пылеватых, суглинистых или глинистых грунтов в количестве 25 - 30 %.
Фурфуроланилиновая смола образуется непосредственно в грунте в результате химической реакции между фурфуролом и анилином, внесенных в грунт раздельно и без подогрева, в присутствии катализатора или без него.
Основными компонентами являются технический анилин, технический фурфурол (гидролизный или торфяной) и технические кислоты: соляная и уксусная. Кроме того, для увлажнения может применяться вода. Технический гидролизный фурфурол представляет собой красно-коричневую жидкость с запахом ржаного хлеба. Технический торфяной фурфурол отличается от гидролизного содержанием примесей оксиметил-фурфурола и метил-фурфурола, вследствие чего имеет более резкий запах и темно-коричневую окраску.
Фурфурол, применяемый для укрепления грунтов, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10437-63.
Технический анилин, применяемый для укрепления грунтов, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 313-58, представляет собой красноватую жидкость с температурой замерзания t = 2 °С и плотностью d18п = 1,02 г/см2.
Техническая соляная кислота, применяемая для укрепления грунтов, должна соответствовать требованиям ГОСТ 857-41. Техническая уксусная кислота должна удовлетворять требованиям ГОСТ 61-51.
Вода, применяемая для увлажнения грунта, должна быть пресной и иметь нейтральную реакцию. рН - не более 7.
Обработка грунтов гидролизным фурфуролом и анилином должна производиться при их соотношении 1:2,3 по весу. Крайние пределы 1:2 ÷ 1:3. При использовании торфяного фурфурола соотношение между фурфуролом и анилином равно 1:1,5 по весу.
Таблица 22
Физико-механические свойства образцов грунта, укрепленных ФАС
|
Физико-механические свойства |
Минимально необходимая добавка |
Оптимальная добавка |
|
Модуль деформации образцов укрепленного грунта после суточного водонасыщения в кг/см2 |
800 - 1200 |
1200 - 1500 |
|
Предел прочности при сжатии образцов после суточного водопоглощения в кг/см2 |
10 - 15 |
15 - 30 |
|
Суточное водопоглощение в % |
3 - 4 |
1 - 3 |
|
Предел прочности при сжатии после 5 циклов замораживания-оттаивания в кг/см2 |
5 - 8 |
10 - 20 |
|
Плотность уплотненной смеси (объемный вес скелета) в % от максимальной плотности |
Не менее 98 |
Не менее 95 |
|
Отклонение влажности смеси от оптимальной в % |
±2 |
±2 |
|
Степень размельчания грунта: содержание агрегатов грунта крупнее 5 мм в % (по весу) |
Не более 20 |
Не более 20 |
Примечание. Для временных дорог с интенсивностью движения не более 800 автомобилей в сутки добавка ФАС может приниматься минимально необходимой.
При увеличении содержания ФАС сверх указанной в таблице оптимальной дозы прочность и долговечность укрепленного грунта возрастают. Предельной дозой ФАС являются добавки ее в количестве 8 - 10 % от веса сухого грунта, после чего нарастание прочности прекращается.
Для каждого конкретного случая подбор дозировки ФАС производят экспериментальным путем, укрепляя образцы из грунта, подлежащего обработке, и добиваясь физико-механических показателей не ниже указанных в табл. 22.
Физико-механические свойства образцов укрепленного грунта, приготовленных в лаборатории, после 7-суточного твердения на воздухе, должны удовлетворять требованиям табл. 22.
Покрытия из грунтов, укрепленных древесной смолой
Древесная смола может быть рекомендована для укрепления всех типов грунтов, кроме глинистых и чистых песков.
Глинистые грунты предварительно необходимо улучшить добавками песка для перевода их в супеси.
Для укрепления грунтов применяется отогнанная или сырая смола.
Технических условий на древесную смолу, используемую для укрепления грунтов, не имеется.
Смола может смешиваться с грунтом в холодном и подогретом состоянии.
Ориентировочные нормы расхода смолы (в процентах по весу) при укреплении песков, супесей и легких суглинков - 10 %, для средних, тяжелых и пылеватых суглинков - 12 %.
По литературным материалам модуль деформации грунтов, укрепленных древесной смолой, - до 700 кг/см2.
Конструкция дорожной одежды аналогична дорожной одежде из грунтов, укрепленных битумами.
Глава 5. Проектирование грунтовых улучшенных покрытий
Грунтовые оптимальные смеси (искусственные или естественные), используемые как материал для грунтового улучшенного покрытия или подстилающего слоя, должны отвечать требованиям, приведенным в табл. 23.
Грунтовое улучшенное покрытие создается путем введения в грунт земляного полотна улучшающих добавок (песка, суглинка).
Процент добавок устанавливается на основе данных анализа гранулометрического состава грунтов дорожного полотна и карьера и может быть определен графически, по методу «подвижной линейки» (рис. 6).
Таблица 23
Грунтовые оптимальные смеси
|
Слои |
Количество (в %) частиц по весу, проходящих через сито с отверстиями в мм |
Свойство фракции, прошедшей через сито с отверстиями 0,63 мм |
|||||
|
|
2 |
1 |
0,63 |
0,25 |
0,05 |
предел текучести |
Число пластичности |
|
Верхний |
80 - 100 |
50 - 80 |
40 - 60 |
30 - 50 |
25 - 35 |
Не более 35 |
4 - 8 |
|
Нижний |
80 - 100 |
- |
35 - 60 |
20 - 50 |
10 - 30 |
Не более 25 |
Не более 6 |
Примечание. Нижние пределы процентного содержания частиц мельче 2 мм принимаются при использовании в качестве улучшающих добавок гравелистых песков.
Подобранная смесь должна отвечать требованиям табл. 25, в первую очередь, по содержанию частиц мельче 0,05 мм и числу пластичности. Число пластичности смеси проверяется в лаборатории.
При песчаных грунтах земляного полотна покрытие может быть создано путем улучшения грунта добавками торфа в объеме 30 - 40 % от общего объема смеси.
Торф размельчается, тщательно перемешивается с песком боронами или дорожными фрезами до образования однородной смеси, после чего смесь укатывается.
Торф должен применяться хорошо разложившийся, с повышенным содержанием илистых частиц (с повышенной зольностью).
КОЛЕЙНЫЕ ДОРОЖНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Глава 6. Дорожные одежды с колейным покрытием из сборно-разборных плит
В 1965 г. для применения в лесной промышленности Минлесбумдревпромом СССР утверждены новые конструкции дорожных железобетонных плит, разработанных ЦНИИМЭиМАДИ. Плиты новых конструкций предназначаются для применения на постоянных и временных лесовозных автомобильных дорогах.
Ячеистая железобетонная плита М-2 предназначается для применения на лесовозных автомобильных дорогах постоянного действия. На постоянных лесовозных дорогах плиты укладываются на основание, состоящее из земляного полотна и песчаного подстилающего слоя толщиной не менее 20 - 25 см для магистралей и не менее 15 см для веток, с засыпкой межколейного промежутка и обочин.
На постоянных дорогах устраивается система водоотвода в соответствии с техническими требованиями.
Ячеистая железобетонная плита У-1 предназначается для применения на временных лесовозных дорогах, где плиты укладываются на расчищенную полосу местности или на упрощенное земляное полотно.
Ниже, в табл. 24, приводятся основные показатели новых железобетонных плит.
Таблица 24
|
Показатели |
Типы плит и назначение |
|
|
|
для постоянных дорог |
для временных дорог |
|
|
М-2 конструкции ЦНИИМЭ и МАДИ |
У-1 конструкции ЦНИИМЭ и МАДИ |
|
Длина в см |
300 |
200 |
|
Ширина в см |
100 |
100 |
|
Толщина в см |
14 |
14 |
|
Кол-во на 1 км дороги |
667 |
1000 |
|
Объем бетона на 1 м2 |
0,100 |
0,102 |
|
Вес арматуры на 1 м2 |
10,4 |
11,5 |
|
Марка бетона (в кг/см2) |
300 |
300 |
|
Марка арматурной стали |
Сталь 3 |
Сталь 3 |
|
|
» 5 |
» 5 |
В настоящее время также разработаны и утверждены плиты с предварительно напряженной арматурой конструкции ЦНИИМЭ-МАДИ размерами 3,0´1,0??0,12 и 6,0??1,0??0,12.
Предварительное напряжение арматуры позволяет сократить расход стали и бетона и уменьшить вес плиты.
Укладка плит на земляное полотно, отсыпанное из дренирующих грунтов, производится непосредственно на спланированное земляное полотно. При недренирующих грунтах железобетонные плиты укладываются на подстилающий дренирующий слой. В качестве дренирующего материала рекомендуются гравийно-песчаные смеси, крупнозернистые и среднезернистые пески.
Применение мелкозернистых пылеватых песков не рекомендуется, так как при увлажнении их уменьшается прочность основания в приконтактном слое. Непылеватые мелкозернистые пески разрешаются к применению при увеличении толщины подстилающего дренирующего слоя на 20 - 30 %.
Разъезды, как правило, устраиваются из дренирующего грунта и только в отдельных случаях из железобетона.
На временных дорогах колейное покрытие укладывается: на сухих участках с плотными грунтами непосредственно на спланированный грунт, на переувлажненных и заболоченных участках - на слой выстилки из хвороста, толщиною 15 - 20 см в уплотненном состоянии без засыпки выстилки слоем грунта.
Глава 7. Деревогрунтовые покрытия
Деревогрунтовые покрытия должны рассматриваться как вынужденное временное решение, к которому приходится прибегать из-за отсутствия надежных и недорогих способов укрепления местных грунтов (при отсутствии каменных материалов).
Они являются наряду с этим наиболее целесообразным средством для продления жизни построенных ранее лежневых дорог, пришедших со временем в негодность.
По литературным данным срок работы деревогрунтового покрытия достигает 12 лет.
Конструкции деревогрунтовых покрытий рекомендуются двух типов (раздел IV): 1-й тип - когда деревянная (лежневая) дорога строится (или уже построена) на спрофилированном и укатанном земляном полотне нормального профиля. Этот тип предназначается для применения на магистралях; 2-й тип - когда деревянная (лежневая) дорога строится (или уже построена) без устройства нормального земляного полотна. Этот тип покрытия применяется главным образом на ветках и усах.
Материал для деревянной части - лесоматериал лиственных пород и хвойных (ель) самых низких сортов (как хлысты, так и сортименты).
Промежуток времени между заготовкой лесоматериала и засыпкой деревянного покрытия должен быть возможно меньшим и не более 15 - 20 дней.
Грунты для засыпки: грунтовые оптимальные смеси, дренирующие и слабодренирующие местные грунты, недренирующие местные грунты, улучшенные крупнозернистыми добавками, или укрепленные малой дозой органических или неорганических вяжущих.
Применение для засыпки деревянных колесопроводов песчаных грунтов с числом пластичности менее 3, а также суглинков с числом пластичности более 8, не допускается.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ НА УСАХ
В зависимости от местных условий рекомендуется применять следующие типы усов:
1. Сборно-разборной конструкции:
а) колесопроводы из железобетонных плит,
б) колесопроводы из инвентарных деревянных щитов.
2. С покрытием из местного недренирующего грунта, уложенного на хворостяную подушку.
3. С гравийным покрытием, уложенным на хворостяную подушку (в целях уменьшения расхода гравия).
4. Профилированные без покрытия.
5. С покрытием из местного грунта, улучшенного добавками крупных минеральных фракций или торфа.
6. Из уплотненной хворостяной выстилки.
7. Усы зимнего действия:
а) из уплотненного снега специальными агрегатами,
б) из уплотненного снега простейшими средствами механизации с поливкой или без поливки проезжей части водой.
Перед устройством дорожной одежды или колесопроводов поверхность земляного полотна должна быть спланирована и прошпалена по незамерзающим болотам. В отдельных случаях пни нужно срезать заподлицо с землей.
