Строительство слоев из грунтов, укрепленных органическими вяжущими
Для обработки органическими вяжущими пригодны все виды и разновидности крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов по ГОСТ 25100-95 с числом пластичности не более 22. При этом, супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и легкие пылеватые с числом пластичности до 12 нужно укреплять органическими вяжущими с добавкой извести или других активных и поверхностно-активных веществ. Введение указанных добавок при укреплении грунтов, предназначенных для строительства дорог во II дорожно-климатической зоне, обязательно, в III-V целесообразно.
Суглинки с числом пластичности 12-17 и глины с числом пластичности до 22 можно укреплять органическими вяжущими с введением в грунт гранулометрических добавок (крупнозернистый песок, отсевы дробления и т. п.) и добавок извести, цемента, золы уноса.
Для укрепления грунтов используют такие органические вяжущие, как жидкий нефтяной битум, битумные эмульсии, сланцевые битумы, высокосмолистые нефти и др. Виды вяжущих материалов и активных добавок для укрепления грунтов приведены в табл. 16.16. Область применения укрепленных грунтов приведена в табл. 16.17.
Приготовление укрепленных грунтов. Перемешивание грунтов с органическими вяжущими и активными или гранулометрическими добавками производят в грунтосмесительных машинах либо непосредственно на дороге, либо в стационарных установках. Важным параметром при укреплении грунтов является влажность как при смешивании, так и при уплотнении смеси (табл. 16.18).
Для приготовления грунтов, укрепленных органическими вяжущими способом смешения на дороге, используются однопроходные или многопроходные грунтосмесительные машины.
Перемешивание грунта с органическим вяжущим материалом грунтосмесительной машиной или фрезой происходит за один проход грунтосмесителя и за 2-4 прохода по одному следу фрезы. Органическое вяжущее вводят в грунт через дозировочное устройство грунтосмесителя или фрезы в полной норме за первый проход.
Таблица 16.16
Вяжущие материалы и активные добавки для приготовления укрепленных грунтов
| Грунты | Вяжущие материалы и добавки | Дорожно-климатическая зона строительства |
| Крупнообломочные несцементированные, близкие к оптимальному составу грунты, гравелистые, крупные, средние и неоднородные пески | Жидкие нефтяные битумы совместно с цементом, жидкие битумы | IV-V |
| Жидкие битумы с активными добавками | II, III, IV, V | |
| Крупнообломочные несцементированные грунты неоптимального состава, однородные, крупные, средние и мелкие пески | Битумные эмульсии совместно с карбамидными смолами | II, III |
| Жидкие нефтяные битумы совместно с цементом, жидкие битумы с активными добавками | IV, V | |
| Битумные эмульсии совместно с цементом или добавкой извести | II, III, IV, V | |
| Пылеватые пески, различные супеси с числом пластичности менее 3 | Битумные эмульсии совместно с цементом или добавкой извести. Жидкие битумы с активными добавками | II, III, IV, V |
| Супеси, близкие к оптимальному составу, галечниковые либо гравелистые, пылеватые | Битумные эмульсии с цементом или добавкой извести | II, III, IV, V |
| Жидкие битумы с активными добавками | II, III | |
| Жидкие нефтяные битумы совместно с цементом | IV, V | |
| Супеси пылеватые, суглинки легкие пылеватые | Битумные эмульсии совместно с цементом или добавкой извести, жидкие битумы с активными добавками | II, III, IV, V |
| Битумные эмульсии совместно с карбамидными смолами | II, III | |
| Жидкие нефтяные битумы совместно с цементом | IV, V | |
| Суглинки тяжелые пылеватые | Жидкие битумы с добавкой извести и поверхностно-активных веществ | II, III, IV, V |
| Жидкие битумы | IV, V | |
| Глины легкие песчаные и пылеватые с числом пластичности не более 22 | Жидкие битумы с добавкой извести и поверхностно-активных веществ | III, IV, V |
Таблица 16.17
Область применения укрепленных грунтов
| Материал | Дорожно-климатическая зона | Интенсивность воздействия расчетной нагрузки, ед./сут | Конструктивный слой | ||
| покрытие | основание | ||||
| верхний слой | нижний слой | ||||
| Укрепленные грунты | |||||
| С жидкими или эмульгированными органическими вяжущими | IV, V | 1000 и менее | - | + | + |
| 100 и менее | - | + | + | ||
| То же, совместно с минеральными | I, V | Свыше 2000 | - | + | + |
Таблица 16.18
Влажность грунтов при перемешивании с вяжущим и уплотнении смеси
| Грунты | Влажность смеси грунта и жидких битумов, % | Влажность смеси грунта и битумной эмульсии с добавкой извести, % | ||
| при перемешивании с активными добавками | оптимальная при уплотнении | при перемешивании | оптимальная при уплотнении | |
| Крупнообломочные несцементированные, близкие к оптимальному зерновому составу, пески гравелистые крупные и средней крупности (разнозернистые) | 2-3 | 2-4 | 2-4 | 3-8 |
| Крупнообломочные несцементированные неоптимального зернового состава; пески гравелистые, крупные, средней крупности (одноразмерные) | 3-4 | 3-5 | 2-4 | 5-10 |
| Пески мелкие одноразмерные и пылеватые | 4-5 | 5-6 | 4-6 | 8-12 |
| Супеси легкие крупные, легкие пылеватые оптимального зернового состава | 3-6 | 4-5 | 5-7 | 8-14 |
Стационарные установки для приготовления укрепленных грунтов оборудуют грунтосмесительными машинами непрерывного или циклического действия принудительного перемешивания. В этом случае грунт, вяжущие вещества, добавки и воду вводят в смеситель одновременно в полном объеме и перемешивают до однородного состояния.
Жидкие битумы перед перемешиванием с грунтом нагревают. Температура нагрева жидких битумов класса СГ 40/70, МГ 40/70, МГО 40/70 должна быть 70-80°С; класса СГ 70/130, МГ 70/130. МГО 70/130 - 80-90°С.
Нефти с вязкостью С530 менее 15 и битумные эмульсии применяют для укрепления грунтов без подогрева. Смеси грунтов с органическими вяжущими, приготовленные как методом смешения на дороге, так и в стационарных установках, должны соответствовать требованиям ГОСТ 30491-97.
Строительство оснований. Основания из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, разрешается устраивать в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 10°С. Разравнивание и профилирование смесей производится преимущественно укладочно-профилирующими машинами.
При строительстве оснований автомобильных дорог III-V категорий из укрепленных грунтов допускается производить разравнивание и профилирование смесей автогрейдерами. Предварительное уплотнение уложенных слоев рекомендуется производить плоскостными виброорганами навесного типа (виброплитами или вибробрусьями) к укладочно-профилирующим машинам в однопроходном режиме.
Окончательное уплотнение производится самоходными катками на пневматических шинах с гладким протектором за 8-10 проходов по одному следу. Каждый последующий проход катка должен перекрывать полосу предыдущего не менее чем на 20 см.
Допускается укатка слоев самоходными катками на пневматических шинах с рельефным протектором без предварительного уплотнения (14-16 проходов) или вибрационными катками за 6-8 проходов по одному следу. При необходимости после уплотнения производят чистовое профилирование слоя рабочими органами профилировщика или автогрейдером.
Для конструктивного слоя из грунта, укрепленного жидким битумом или битумной эмульсией совместно с цементом, требуется уход, обеспечивающий сохранение влаги в смеси на период твердения цемента. Обычно такой уход осуществляют путем одноразового распределения по поверхности слоя 50 %-ных эмульсий класса ЭБА-1 или ЭБА-2 из расчета 0,5-0,8 л/м2.
Контроль качества работ. При входном контроле определяют качество каждой партии укрепляемых грунтов, вяжущих материалов и добавок химических веществ по соответствующим стандартам.
В процессе укладки и уплотнения смесей, приготовленных в смесительных установках или методом смешения на дороге, необходимо контролировать: объем и влажность вывезенной смеси, соблюдение заданной толщины слоя при распределении смеси, ровность и коэффициент уплотнения грунта, физико-механические свойства образцов (кернов), взятых из уплотненного слоя.
Указанные проверки необходимо производить через каждые 200 м уложенного слоя укрепленного грунта. При этом степень уплотнения должна определяться в 3 точках: по оси и на расстоянии 0,5 м от кромок слоя. Взятие образцов (кернов) из уплотненного слоя и определение физико-механических свойств производят через каждые 500 м.