Влияние осушающих добавок на прочность переувлажненных грунтов

ПРОБЛЕМЫ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ СУЩЕСТВУЮЩИМИ МЕТОДАМИ И МАШИНАМИ

Как уже отмечалось, надлежащие свойства укрепленных грунтов гарантирует не только правильный подбор состава, а также соблюдение технологических операций при их приготовлении, уплотнении и уходе. Важное значение при укреплении грунтов В.М. Безрук отводил используемым машинам и механизмам. В частности, он писал [1], что эффективное использование различных методов укрепления грунтов в дорожном и аэродромном строительстве принципиально несовместимо с применением устаревших и малопроизводительных средств механизации при производстве работ и отсутствии технически подготовленного персонала по укреплению грунтов. Только при правильном подходе и всестороннем учете всех особенностей укрепляемых грунтов и отходов промышленности и применяемых для укрепления вяжущих и других веществ, обязательном использовании высокопроизводительных комплектов машин, обеспечивающих высокое качество выполнения всего комплекса технологических операций при производстве работ, а также строгом соблюдении производственной и трудовой дисциплины, можно в полной мере реализовать все большие технико-экономические преимущества, заложенные в применении методов укрепления грунтов [26, 27, 28, 29].

К сожалению, в отсутствии надлежащей техники строительство большинства конструктивных слоев дорожных одежд осуществляют с применением примитивных методов приготовления и укладки укрепленных грунтов. Дозирование минеральных вяжущих вручную (рис. 9) или с помощью распределителей цемента и перемешивание грунта с вяжущим сельскохозяйственной техникой (рис. 10) или автогрейдером (рис. 11) не обеспечивают надлежащих степени однородности смеси и коэффициента вариации физико-механических показателей укрепленных грунтов.

Рис. 9. Распределение (дозирование) цемента вручную (складская площадка, г. Бронницы Московской области, 2004 г.)

Рис. 10. Обработка грунта цементом с помощью сельскохозяйственной техники (Иркутская область, 2004 г.)

По данным А.В. Линцера [17], степень однородности укрепленных грунтов, приготовленных такими методами, составляет в отдельных случаях 50 % и более. Это обстоятельство обусловило снижение использования укрепленных грунтов, особенно при возрастающих требованиях к дорожно-строительным материалам для конструктивных слоев дорожных одежд.

Рис. 11. Перемешивание грунта с вяжущим автогрейдером (Иркутская область, 2004 г.)

В последнее время в большинстве регионов России появились современные машины и механизмы, в основном зарубежного производства, позволяющие более точно дозировать вяжущие и добавки, а также качественнее перемешивать и укладывать укрепленные грунты (рис. 12, 13).

Рис. 12. Укладка укрепленного грунта профилировщиком (обход г. Коломны, 2004 г.)

Рис. 13. Укладка пескоцементной смеси с помощью асфальтоукладчика (МКАД - Кашира, 2000 г.)

Развитие уровня дорожной техники, к сожалению, не в России, а за рубежом, способствовало созданию в последние годы таких машин, как ресайклеры и стабилизеры, обладающих большой универсальностью и реализующих практически любую технологию устройства укрепленного основания.

Ресайклеры выпускают несколько известных зарубежных фирм, таких как Wirtgen, Caterpillar. Terex («CMJ»), Roadtec и др. Отечественные дорожники в основном используют ресайклеры модели WR 2500 фирмы Wirtgen, как наиболее универсальные машины с хорошо отработанной конструкцией. Последняя модель ресайклера оснащена встроенным бункером для цемента вместимостью 4 м³, что позволяет распределять цемент непосредственно перед смесительной камерой и избежать его потерь по сравнению с технологией, когда цемент распределяется отдельным распределителем.

Ресайклер снабжен дозаторами воды, эмульсии и цемента или цементно-водной суспензии, что позволяет укреплять грунты одним вяжущим или комплексными. С точки зрения охраны окружающей среды (повышения точности дозирования и качества укрепленного материала) важным является дозирование цементно-водной суспензии, приготовленной в мобильной установке WM-1000, которая может быть сцеплена с ресайклером. При этом полностью отпадает операция распределения цемента и воды, что позволяет продолжать работы при самых неблагоприятных погодных условиях.

Дополнительно к традиционно используемым органическим вяжущим - жидким битумам и эмульсиям - ресайклеры позволяют применять вязкие битумы во вспененном состоянии. При этом снижается стоимость укрепленного материала в сравнении с использованием эмульсий, которые сложно подобрать под укрепляемый грунт.

Ресайклеры и стабилизеры позволяют не только повысить качество укрепленных грунтов, ной расширить область используемых грунтов, в том числе глинистых и переувлажненных (рис. 14). Введение осушающих добавок в переувлажненные грунты и возможность таких машин обрабатывать их позволяет осушить материал и повысить его прочность (табл. 3).

Ресайклеры также способны фрезеровать старые дорожные одежды (в том числе с захватом дискретных материалов нижележащих слоев) и укреплять материалы фрезерования органическими, неорганическими и комплексными вяжущими (табл. 4).

Рис. 14. Укрепление переувлажненного грунта стабилизером (аэропорт Домодедово, 2004 г.)

Таблица 3

Влияние осушающих добавок на прочность переувлажненных грунтов

Тип грунта	Оптимальная влажность, %	Естественная влажность грунта	Вид и количество добавки	Предел прочности при сжатии, кг/см2
Супесь	10,6	-	-	1,1
Супесь	16,0	Цемент - 4 %	14,8
Супесь	16,0	Гашеная известь - 7 %	18,2
Супесь	16,0	Негашеная известь - 4 %	12,0
Суглинок	14,8	-	-	9,7
Суглинок	22,0	Цемент-2 %	10,8
Суглинок	22,0	Гашеная известь - 8 %	18,2
Суглинок	22,0	Негашеная известь - 4 %	10,8

Таблица 4