Укрепление земляного полотна автомобильных дорог цементом

Обновлено: 17.05.2024

Методические рекомендации Методические рекомендации по укреплению местных грунтов верхней части земляного полотна неорганическими вяжущими

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УКРЕПЛЕНИЮ МЕСТНЫХ ГРУНТОВ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НЕОРГАНИЧЕСКИМИ ВЯЖУЩИМИ. Союздорнии.: М., 1977.

Рассмотрен метод укрепления верхней части земляного полотна из местных грунтов неорганическими вяжущими (цементом, известью, золами уноса) для повышения ее устойчивости в целях снижения общей толщины дорожной одежды, устраиваемой из привозных кондиционных материалов.

Представлены требования к материалам, рекомендованы толщины укрепляемых слоев земляного полотна в зависимости от вида грунта, расчетной влажности и требуемого расчетного модуля упругости на поверхности земляного полотна. Показано влияние слоев из различных укрепленных материалов на расчетную влажность грунта земляного полотна.

Предисловие

«Методические рекомендации по укреплению местных грунтов верхней части земляного полотна неорганическими вяжущими» разработаны на основе исследований, выполненных в Ленинградском филиале Союздорнии, и опытного строительства, проведенного совместно с трестами «Севзапдорстрой» и «Латавтодормост», а также с производственным управлением «Ленавтодор».

Укрепление верхней части земляного полотна при неблагоприятных условиях обеспечивает снижение общей толщины дорожной одежды и сокращение объемов привозных кондиционных материалов (песка, гравия, щебня). Предлагаемый метод позволяет широко применять местные грунты, укрепляемые малыми дозами неорганических вяжущих.

В настоящих «Методических рекомендациях» изложены требования к материалам, представлены толщины слоев, подлежащих укреплению, в зависимости от расчетной влажности грунта земляного полотна и требуемого модуля упругости, а также типа укрепляемого грунта.

«Методические рекомендации» разработал канд. техн. наук Ю.М. Васильев при участии канд. техн. наук М.Г. Мельниковой и инж. Т.Е. Полтарановой (Ленинградский филиал Союздорнии). При составлении «Методических рекомендаций» использовано авт. свид. № 481661.

Все замечания и пожелания по работе просьба направлять по адресу: 143900 Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии.

1. Общие положения

1.1. Настоящие «Методические рекомендации» дополняют и развивают «Инструкцию по возведению земляного полотна автомобильных дорог» ВСН 97-76, «Инструкцию по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» СН 25-74, СНиП II -Д.5-72 и СНиП III -Д.5-73 в части разработки метода повышения устойчивости верхней части земляного полотна и расширения области использования местных грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими.

1.2. Расчетные параметры грунта земляного полотна зависят от его расчетной влажности, увеличение которой снижает устойчивость земляного полотна и приводит к необходимости повышать общую толщину дорожной одежды в 1,5 - 2 раза.

1.3. Предлагаемый метод укрепления верхней части земляного полотна рекомендуется преимущественно для участков автомобильных дорог с расчетной влажностью грунта более 65 - 70 % предела текучести и модулем упругости Е_у менее 420 - 400 кгс/см 2 . Он позволяет:

стабилизировать физико-механические свойства грунтов и обеспечить требуемые расчетные параметры земляного полотна независимо от расчетной влажности грунта;

уменьшить расход кондиционных материалов (песка, гравийно-песчаных смесей, гравия, щебня);

широко использовать местные грунты, укрепленные малыми дозами неорганических вяжущих;

снизить стоимость строительства дорожной одежды и эксплуатационные расходы;

улучшить технико-эксплуатационные характеристики дорожного покрытия, обеспечив в первую очередь длительное сохранение его ровности вследствие умень шения неравномерности морозного пучения грунта земляного полотна и улучшения его водно-теплового режима.

1.4. Метод может быть применен и в других случаях для повышения расчетных параметров земляного полотна и улучшения условий строительства дорожных одежд.

1.5. Укрепление грунта верхней части земляного полотна позволит обеспечить величину его расчетного модуля упругости, равную 400, 600, 800 кгс/см 2 , независимо от расчетной влажности грунта.

1.6. Расчетная влажность грунта земляного полотна уменьшается на 0,05 W _т .

При укреплении верхней части земляного полотна целесообразно и все остальные конструктивные слои дорожной одежды выполнять из укрепленных материалов. В этом случае расчетная влажность грунта земляного полотна уменьшается на 0,1 W _т . (Если основание из асфальтобетона укладывают на укрепленный слой грунта земляного полотна, то расчетная влажность последнего может быть уменьшена на 0,15 W _т ).

1.7. Правила производства работ и требования техники безопасности при укреплении грунта аналогичны изложенным в СН 25-74, ВСН 166-70, СНиП III -А.П-70 и в «Правилах техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог» (М., «Транспорт», 1969).

2. Рекомендуемые толщины слоя укрепленного грунта земляного полотна

2.1. Толщину слоя укрепленного грунта h _у выбирают в зависимости от требуемого модуля упругости грунта земляного полотна и его расчетной влажности, а также расчетного модуля упругости укрепленного грунта (табл. 1).

Грунт земляного полотна

Расчетная толщина укреплен ных верхних слоев земляного полотна h _у , см, при упругости, кгс/см 2

Дорогие дороги в прошлом! Укрепление основания грунта цементом - это современный способ дорожного строительства

При использовании технологии стабилизации грунта, не придется завозить на площадку вообще никаких инертных материалов, тратиться на доставку, дополнительное время и большое колличество лишней техники. Ниже представлено экономическое сравнение затрат.

Вот современная чудо-машина Вот современная чудо-машина

Во время данного процесса меняется физико-химические свойства грунта, в результате чего создается связное и прочное основание дороги со свойствами, превышающими традиционные слои песка и щебня (к тому же это основание не размывается водой, в отличии от песка).

Стабилизация грунта - когда смешивают все слои основания, добавляя в смесь цемент (только так получается основание, которое будет стоять вечно).

Почему по-прежнему большинство дорог строится старым способом?

Причина банальна, ведь для того, чтобы что-то поменять, нужно в этом разобраться, закупить новое оборудование, найти специалистов, а зачем все это делать, если деньги платят и так, если нормы к дорогам старые, проектировщики проектируют дороги как и раньше (по старым технологиям). Тут менять нужно целый технологический процесс, который тянет за собой большую цепочку и не переоборудование новые средства. Но уверен, когда-то время настанет и сверху спустится указание сделать по-новому и плохие дороги перестанут ассоциироваться с Россией (уйдут термины дураки и придут другие, появятся дороги).

Методические рекомендации по укреплению грунтов и отходов промышленности вяжущими для устройства верхней части земляного полотна автомобильных дорог /

Разработаны методы повышения прочности и устойчивости земляного полотна автомобильных дорог, основанные на укреплении верхних слоев земляного полотна, отсыпаемого из грунтов, подверженных пучинообразованию.

Приведены требования к вяжущим, добавкам, исходным и укрепленным материалам, даны составы смесей и технология производства работ.

Показаны примеры выбора толщин слоев из укрепленных материалов, эквивалентных по прочности песчаным морозозащитным слоям, рекомендуемым в проектных решениях.

Предисловие

«Методические рекомендации по укреплению грунтов и отходов промышленности вяжущими для устройства верхней части земляного полотна автомобильных дорог» разработаны Союздорнии при участии его Ленинградского и Среднеазиатского филиалов на основе исследований по укреплению вяжущими (с добавками и без добавок) связных, в том числе пылеватых грунтов, золошлаковых смесей или мелких одноразмерных песков, используемых для устройства верхней части земляного полотна.

Результаты исследований прошли опытно-производственную проверку при строительстве автомобильных дорог трестами «Каздорстрой» и «Средаздорстрой».

В настоящих «Методических рекомендациях» приведены требования к обработанным вяжущими материалам, предназначенным для устройства верхних слоев земляного полотна автомобильных дорог во II - V дорожно-климатических зонах. Представлены эффективные составы смесей для использования в верхних слоях земляного полотна с учетом физико-химических особенностей и минералогического состава укрепленных грунтов и отходов промышленности.

«Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук И.Л. Гурячков, Т.М. Луканина, Р.А. Агапова, А.А. Фридман, А.С. Дудкин, Ю.М. Васильев, инженеры В.Н. Петренко и З.П. Негуляева.

Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143900 Московская обл., г. Балашиха-6, Союздорнии.

Общие положения

1. «Методические рекомендации по укреплению грунтов и отходов промышленности вяжущими для устройства верхней части земляного полотна автомобильных дорог» развивают и уточняют требования «Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов» СН 25-74 (М., Стройиздат, 1975). Настоящие «Методические рекомендации» позволяют использовать в верхней части земляного полотна, применяя методы укрепления, как грунты, предрасположенные к значительному влагонакоплению и морозному пучению и потому недостаточно устойчивые, так и находящиеся в несвязном сухом сыпучем состоянии. Следует отметить, что неукрепленные грунты, особенно песчаные, не обеспечивают проезд построечного транспорта и требуют дополнительных затрат на устройство слоев из привозных материалов с целью создать необходимые условия для укладки вышележащих слоев дорожных одежд.

Положениями настоящих «Методических рекомендаций» можно пользоваться при условии, что земляное полотно отвечает требованиям нормативных документов на сооружение земляного полотна автомобильных дорог.

2. В целях повышения прочности и обеспечения устойчивости земляного полотна во времени предлагается укреплять его верхние слои небольшими добавками вяжущих, в том числе в сочетании с незначительными дозами других веществ.

3. Выбор состава смесей для укрепления грунтов, указанных в пункте 10 настоящих «Методических рекомендаций», должен осуществляться с учетом их дисперсности, минералогического состава, физико-химических свойств, которые, как правило, характеризуются в особо сложных условиях II - III дорожно-климатических зон кислой средой (pH 4 - 6,5), наличием органических соединений, высокой емкостью поглощения, присущим связным разновидностям грунтов, что существенно влияет на возникновение, развитие и упрочнение водо- и морозостойких структур твердения, образующихся при гидролизе и гидратации минеральных вяжущих материалов.

4. Наряду с указанными выше грунтами для устройства верхних слоев земляного полотна (при соответствующем технико-экономическом обосновании) следует использовать обработанные вяжущими отходы промышленности, в первую очередь различные (по виду сжигаемого топлива) золошлаковые материалы из отвалов тепловых электростанций, а также отходы производстве иных объединений «Фосфорит», представленные в виде мелких песков с большим содержанием кварцевых зерен.

При этом наиболее рационально указанные отходы промышленности обрабатывать цементом, золами уноса ТЭС, используемыми в качестве самостоятельного вяжущего или активного компонента смешанного вяжущего в сочетании с цементом или известью.

Такие материалы, особенно обработанные золами и золошлаками ТЭС, отвечают требованиям по морозостойкости и прочности и отличаются улучшенными теплоизоляционными свойствами, обеспечивающими снижение глубины промерзания грунтов земляного полотна. За счет этого открывается возможность уменьшить толщины слоев дорожных одежд не только по сравнению с традиционными конструкциями, но и с конструкциями, устроенными на земляном полотне, верхние слои которого укреплены.

5. Укрепленные, вяжущими грунты верхней час т и земляного полотна подстилают нижние слои дорожных одежд, поэтому для более равномерного распределения напряжений в конструкциях дорожных одежд модули упругости и прочность несущих конструктивных слоев должны убывать по глубине конструкций.

В связи с этим обработанные вяжущими материалы должны отвечать требованиям Ш класса прочности согласно табл. 1 «Инструкции» СН 25-74 - при укреплении грунтов минеральными вяжущими или приведенным ниже требованиям при укреплении органическими вяжущими (битумной эмульсией или жидким битумом с Э-1). Испытывали образцы в 7-суточном возрасте, сохраняя их в течение каждых суток 8 час при 50 °С и 16 час - при 20 °С.

Физико-механические свойства укрепленных грунтов

Предел прочности при сжатии при 20 °С неводонасыщенных образцов, кгс/см 2 , не менее

«Технические указания по комплексным методам укрепления грунтов цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий» разработаны СоюздорНИИ на основе исследований, опытных работ, а также обобщения отечественного и зарубежного опыта строительства оснований и покрытий.

Настоящие «Технические указания» являются дальнейшим развитием «Указаний по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» СН 25-64 в части комплексных методов укрепления разнообразных грунтов цементом и добавками химических веществ, а также в части технологии устройства из таких укрепленных грунтов конструктивных слоев дорожных одежд (оснований и покрытий) во II-V дорожно-климатических зонах.

«Технические указания» разработали д-р геол.-минерал. наук проф. В. М. Безрук, инженеры И. Л. Гурячков, Л. Д. Тимофеева и О. В. Тюменцева при участии Р. А. Агаповой.

Замечания и предложения по настоящим «Техническим указаниям» просьба направлять по адресу: Московская обл., Балашиха-6, СоюздорНИИ.

Директор СоюздорНИИ доктор технических наук В. Михаилов

Министерство транспортного строительства СССР

Ведомственные строительные нормы

Технические указания по комплексным методам укрепления грунтов цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие «Технические указания» дополняют и развивают действующие «Указания по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» СН 25-64 в части методов укрепления и технологии устройства конструктивных слоев дорожных и аэродромных одежд (оснований и покрытий) во II-V дорожно-климатических зонах из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ.

В данных «Технических указаниях» рассматриваются следующие методы укрепления разнообразных грунтов цементом и добавками химических веществ в зависимости от свойств грунтов, степени их увлажнения и других факторов:

а) укрепление глинистых грунтов (супеси, суглинки и глины) в условиях положительных температур и влажности грунтов не более оптимальной;

б) укрепление тех же разновидностей грунтов в условиях положительных температур и влажности грунтов, превышающей оптимальную;

в) укрепление песчаных грунтов (пески гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые) в условиях положительных температур и влажности грунтов не более оптимальной;

г) укрепление тех же разновидностей грунтов в условиях положительных температур и влажности грунтов, превышающей оптимальную;

д) укрепление глинистых грунтов (супеси, суглинки) в условиях отрицательных температур и влажности грунтов не более оптимальной, а также указанных грунтов в условиях отрицательных температур и влажности их, превышающей оптимальную.

Внесены Государственным всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом СоюздорНИИ

Утверждены Техническим управлением Министерства транспортного строительства СССР. Приказ № 35 от 22 июля 1969 г.

Срок введения в действие –
с 1 ноября
1969 г.

Крупнообломочные и песчаные грунты при отрицательных температурах следует укреплять цементом в соответствии с требованиями «Указаний» СН 25-64.

1.2. Настоящие «Технические указания» предусматривают использование ряда активных добавок химических веществ и проведение комплекса технологических мероприятий, которые обеспечивают:

а) расширение видов грунтов, пригодных для эффективного их укрепления цементом (например, кислых грунтов подзолистого типа, гумусированных, засоленных и др.);

б) удлинение строительного сезона за счет проведения работ при отрицательных и пониженных положительных температурах и укрепления переувлажненных грунтов;

в) увеличение производительности труда благодаря интенсификации отдельных технологических процессов (размельчения, перемешивания, уплотнения);

г) экономию цемента (для отдельных разновидностей грунта) в среднем на 3-4 % от установленной оптимальной нормы вяжущего для обрабатываемого грунта;

д) более высокий коэффициент использования грунтосмесительных и других машин и оборудования.

1.3. При комплексных методах укрепления грунтов следует применять передовую технику и технологию с использованием специализированных отрядов грунтосмесительных машин с ведущими машинами: грунтосмесителем Д-391, дорожной фрезой Д-530 или стационарными смесительными установками С-543 С-780, Д-709, обеспечивающими получение цементогрунтовой смеси требуемого качества.

1.4. Работы должен проводить технический персонал, имеющий опыт по устройству оснований или покрытий из грунтов, укрепленных цементом. Это особенно важно при укреплении глинистых грунтов цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах.

1.5. Добавки химических веществ, их сочетание и количество выбирают с учетом свойств обрабатываемых грунтов и условий их применения в зависимости от климатических факторов и конструктивных особенностей дорожных одежд. При этом следует руководствоваться рекомендациями, изложенными в приложении 1 настоящих «Технических указаний», а также технико-экономическими сравнительными расчетами и возможностью получения этих материалов для конкретных строительных объектов.

1.6. Основания и покрытия из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, устраивают во II-V дорожно-климатических зонах при положительных и отрицательных температурах.

При отрицательных и пониженных положительных температурах работы во II-IV дорожно-климатических зонах можно выполнять поздней осенью или ранней весной при температуре до -10 °С. При более низкой температуре работы не производятся.

В V дорожно-климатической зоне основания и покрытия из укрепленных грунтов устраивают круглогодично.

1.7. Обработка переувлажненных грунтов цементом и другими добавками допускается в условиях положительных и отрицательных температур при избыточной влажности грунта, не превышающей оптимальную более чем на 6 %. При этом влажность обрабатываемого грунта не должна быть более 0,8 F (где F - влажность границы текучести грунта).

1.8. Пригодность грунтов для укрепления их цементом и добавками химических веществ и составы цементогрунтовых смесей устанавливают по табл. 2 «Указаний» СП 25-64 и лабораторными испытаниями, проводимыми по методике, изложенной в приложении II тех же «Указаний» СН 25-64.

При этом дополнительно определяют прочность на растяжение при изгибе (табл. 1 и приложение 3 настоящих «Технических указаний»).

Химические добавки и их дозировку выбирают с учетом свойств обрабатываемых грунтов и химических реагентов для получения требуемой прочности, водо- и морозостойкости цементогрунта.

Ориентировочное количество некоторых добавок химических веществ (% от веса цементогрунтовой смеси) составляет:

б) легкорастворимых солей (СаС l ₂ , Na ₂ SO ₄ , Na ₂ CO ₃ и др.) или каустической соды ( N аОН) - 0,5-1,5;

в) пиридиновых остатков - 0,01-0,05;

г) сырых, в том числе и высокосмолистых нефтей или жидких битумов, - 2-3.

Прочность образцов на растяжение при изгибе для грунтов, укрепленных цементом или цементом с применением добавок различных химических веществ

Показатели в зависимости от принятого класса прочности по «Указаниям» СН 25-64

Предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов в возрасте 28 суток, кг/см 2 , не менее ………………..

То же после испытания на замораживание-оттаивание, кг/см 2 , не менее ……………..

Примечание . Эти показатели прочности и методику их определения ( приложение 3 ) используют для цементогрунтов и цементогрунтов с добавками неорганических химических веществ.

1.9. Конструктивные слои дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ при положительных и отрицательных температурах, разрешается устраивать только на грунтах земляного полотна с влажностью выше оптимальной не более чем на 2 %.

При этом верхнюю часть земляного полотна необходимо уплотнять в соответствии с требованиями табл. 17 СНиП II -Д.5-62 и табл. 6 «Инструкции по сооружению земляного полотна автомобильных дорог» ВСН 97-63.

1.10. Поверхностные слои грунтов земляного полотна, имеющие влажность выше оптимальной более чем на 2 %, следует осушать на глубину 15-20 см водосвязывающими химическими добавками, распределяя их на проезжей части в количестве 3-4 % по весу смеси, перемешивая, профилируя и уплотняя до плотности не менее 0,98 от максимальной стандартной плотности, согласно «Указаниям» СН 25-64.

Наиболее универсальная добавка для осушения земляного полотна - молотая негашеная или молотая негашеная гидрофобная известь.

1.11. Осушение поверхностных слоев земляного полотна необходимо проводить во II-V дорожно-климатических зонах, а также при устройстве выемок из переувлажненных грунтов при обязательном устройстве дренажей или же изолирующих водонепроницаемых или капилляропрерывающих прослоек, предохраняющих верхнюю часть земляного полотна от увлажнения снизу, в соответствии с требованиями §§ 18 - 20 «Инструкции» ВСН 97-63.

1.12. Переувлажненные слои земляного полотна, обработанные известью или другими водосвязывающими добавками, следует рассматривать как конструктивные слои дорожных одежд, обеспечивающие для сооружаемых дорожных конструкций в целом более высокую прочность и устойчивость их во времени.

1.13. При производстве работ в условиях положительных температур для предохранения от излишнего переувлажнения земляного полотна, возведенного из суглинков или глин, необходимо создавать поперечный профиль земляного полотна с уклоном 50-70 ‰. Перед обработкой грунтов цементом излишек грунта по ширине проезжей части срезают ножом автогрейдера и перемещают на обочину, после чего земляному полотну придают требуемый по проекту поперечный профиль.

1.14. Расчетный модуль деформации грунтов земляного полотна и подстилающих конструктивных слоев дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом с химическими добавками в сухих местах, при глубине залегания грунтовых вод более 5 м может быть повышен до 15-20 % для II дорожно-климатической зоны, до 30-40 % - для III-IV дорожно-климатических зон и до 50 % - для V зоны по отношению к значениям модуля деформации грунта, принятым в соответствии с «Инструкцией по назначению конструкций дорожных одежд, нежесткого типа» ВСН 46-60.

1.15. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, необходимо применять для обработки только однородные грунты, характеризующиеся постоянным гранулометрическим химико-минералогическим составом.

1.16. Грунты, разрабатываемые в притрассовых резервах или выемках для укрепления, должны быть тщательно обследованы, определены условия их залегания и свойства. При неоднородных грунтах необходимо составить детальные схемы последовательности разработки притрассовых резервов или выемок. Указанные мероприятия должны предусматриваться на стадии рабочего проектирования.

Полученные результаты служат основой для внесения соответствующих коррективов в технологию производства работ.

1.17. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, на земляном полотне из засоленных грунтов следует верхнюю часть земляного полотна отсыпать из грунтов слабо- или среднезасоленных (классифицируемых по табл. 8 «Инструкции» ВСН 97-63), пригодных для укрепления цементом. Это предотвратит проникание солей земляного полотна в укрепленный слой дорожной одежды. Но необходимо учитывать, что при расположении уровня грунтовых вод вблизи от поверхности (выше 1-1,5 м) поверхностный слой земляного полотна следует укреплять молотой негашеной или негашеной гидрофобной известью в количестве 2-4 % по весу смеси. Укрепление известью предотвратит избыточное увлажнение и дальнейшее засоление верхних слоев земляного полотна и подстилающих конструктивных слоев дорожной одежды из цементогрунта. Укрепленные известью верхние слои земляного полотна следует также рассматривать (см. п. 1.12) как конструктивные слои дорожных одежд.

1.18. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из суглинков и глин, укрепляемых цементом в сочетании с добавками химических веществ, обрабатываемый грунт должен завозиться на подготовленное, спрофилированное и уплотненное земляное полотно не ранее чем за одну и, в крайнем случае, за две смены до его обработки цементом. Затем слой такого грунта профилируют и уплотняют до плотности 0,80-0,85 от максимальной стандартной плотности. Движение автомобильного транспорта по подготовленному слою запрещается.

Такой порядок производства работ существенно облегчает последующее размельчение грунта и способствует получению требуемого агрегатного состава грунта.

1.19. При проведении работ в сухой и жаркий период при температурах более 20 °С верхнюю часть земляного полотна и слой обрабатываемого грунта обязательно увлажняют до влажности 0,80-0,90 от оптимальной.

1.20. При сооружении земляного полотна из песчаных и супесчаных грунтов во II-V дорожно-климатических зонах грунт отсыпают и уплотняют послойно до верхней отметки цементогрунтового основания, если оно устраивается в один слой. В этом случае грунты обрабатывают грунтосмесительными машинами непосредственно на дороге, и движение автомобильного транспорта по земляному полотну до начала работ не ограничивают. Перед обработкой грунта цементом исправляют поперечный и продольный профили 3-4 круговыми проходами автогрейдера с последующей прикаткой поверхности проезжей части.

2. УКРЕПЛЕНИЕ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ЦЕМЕНТОМ И ДОБАВКАМИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Конструктивные требования

2.1. Конструктивные слои дорожных одежд из цементогрунтов с добавками химических веществ при строительстве автомобильных дорог II-V категорий устраивают в различных дорожно-климатических зонах с учетом грунтовых и климатических условий.

Во II дорожно-климатической зоне такие цементогрунты используют в качестве:

а) верхнего и нижнего слоев оснований под усовершенствованные капитальные покрытия при укреплении супесчаных грунтов или для нижнего слоя основания при укреплении суглинков и глин;

б) верхнего и нижнего слоев оснований под усовершенствованные облегченные покрытия при укреплении супесчаных и суглинистых грунтов или для нижнего слоя основания при укреплении глин;

в) переходных и низших типов покрытий при укреплении супесей, суглинков и глин.

2.2 . В III-IV дорожно-климатических зонах цементогрунты применяют в качестве:

а) верхнего слоя основания под усовершенствованные капитальные покрытия при укреплении супесчаных и суглинистых грунтов или для нижнего слоя основания при укреплении супесей, суглинков и глин;

б) верхнего или нижнего слоев оснований под усовершенствованные облегченные покрытия или для переходных и низших типов покрытий при укреплении глинистых грунтов (супесей, суглинков, глин).

2.3. При проектировании конструкций дорожных одежд со слоями из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, следует руководствоваться СНиП II -Д.5-62, «Инструкцией» ВСН 46-60, а также «Указаниями» СН 25-64.

Конструктивные слои назначают в соответствии с требованиями пп. 2.1, 2.2 и табл. 2 настоящих «Технических указаний».

Конструкции дорожных одежд со слоями из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ

Технология укрепления грунта

Сегодня поговорим о такой теме, как строительство дорог с применением стабилизирующих технологий при обработке грунта. На самом деле, тема может показаться легкой, однако существуют определенные нормы и правила при возведении даже относительно небольших участков и дорог не только общего пользования, а, к примеру, внутри дворовых. Основной тезис заключается в правильном понимании того, какой должна быть технология укрепления грунта и его стабилизации.

Строительство дорог по технологии стабилизации грунта

Впервые подобная технология была испытана и внедрена ещё в начале 80-х годов в Америке, затем нашла своих поклонников в Европе, в том числе в России. Как и ранее, стабилизация грунта или точней основания (подушки) является оптимальным и с одной стороны выгодным шагом, позволяющим в определенной местности и в некоторых случаях обустроить дорожной полотно без использования таких привычных материалов как асфальт или бетон.

Подобная методика характерна не только при строительстве грунтовых дорог, но при реконструкциях насыпей под Ж/Д линии, при строительство асфальтовых или бетонных дорог. Кроме того, широкое применения технология нашла при устройстве искусственных водоемов, где требуется уплотнение почвы.

Стабилизаторы, используемые при данной технологии, позволяют использовать местный материал, к примеру, глину, песок для устройства основания под дорогу. Это выгодно с экономической точки, да и в тяжелых условиях строительства, где нет стабильного подвоза классических строительных средства, использование подобных местных стабилизаторов и материалов вполне обосновано.

Укрепление и стабилизация грунтов

Под укреплением и стабилизацией почвы понимают один из способов, используемых строителями при повышении износостойкости и прочности дорожного полотна, увеличениях сроков использования, а также необходимости сокращения расходов на строительство. По подсчетам специалистов, подобная технология позволяет сэкономить где-то в 1,5 раза на затраты для традиционных материалов.

Читать по теме: Ямочный ремонт по струйно-инъекционной технологии

Кроме того, укрепление грунтов гарантирует сокращение объёмов привозимого грунта для формирования той же дорожной одежды.

Вы должны понимать, как и любой процесс подобная технология включает некоторые этапы. Прежде, чем рассмотрим этапность работы, хотелось бы напомнить, что стабилизация грунта обязательно включает в себя использование специальных минеральных добавок, в том числе цемента. Они позволяют повысить показатели прочности, а также значительно увеличить устойчивость к образованию в будущем трещин или ям.

Что касается самого процесса, то подразумеваются следующие этапы:

Определение характеристик грунта, предварительное исследование.
Подготовка и разработка специального состава для стабилизации.
Выемка лишнего объёма грунтов.
Обустройство определенных уровней почвы и оснований, в которых будет достаточно минеральных примесей.
Уплотнение по средство динамики и статики.
Произведение контроля за проводимыми работами.

Технология укрепления грунтов укрепляющими растворами

В мире существует огромный арсенал средств, различных химических реагентов, позволяющих закреплять грунт на достаточно продолжительный период. К преимуществам подобного метода можно причислить:

высокий уровень механизации для проведения всех операций;
гарантия упрочнения грунта до заданных параметров согласно проектов;
небольшая трудоемкость;
сокращение ручного труда.

Относительно недавно была разработана технология под названием газовая силикатизация. Под ней понимается применение в качестве укрепления грунта углекислого газа и раствора жидкого стекла.

По технологии изначально необходимо «накачать» почву углекислым газом под давлением в пределах 0.2 МПа. Это позволяет активировать минеральные частицы грунта. Затем вводят раствор жидкого стекла с начальной плотностью в пределах от 1.19 до 1.30 г. на см3.

Помимо выше указанной технологии был разработан метод электросиликатизации, во время которого при нагнетании в грунт гелеобрзующих смесей на основе силиката и натрия подается напряжение. Потребление электричества зачастую составляет до 30 кВт на 1 м3. Что касается потребления растворов, то он абсолютно такой же, как и в случае газосиликатиции.

Читать по теме: Куда жаловаться на плохие дороги

Технология стабилизации грунта

Суть подобной технологии заключается во введении в почву необходимых добавок (минеральных), позволяющих повысить механические свойства. При этом грунт значительно измельчается и смешивается с необходимыми минеральными компонентами для последующего уплотнения. При этом ещё на момент проектирования разрабатывается и определяется необходимый состав компонентов.

После тщательного смешивания измельченных материалов со связующими частицами получается настоящая плита, словно монолит, как раз и образующая необходимое дорожное основание.

К конкретным преимуществам подобной технологии можно отнести:

сокращение стоимости работ;
сокращение времени на работу;
обеспечение высокой эксплуатационной устойчивости.

Плюсы технологии

Технология укрепления и стабилизации почвы, как уже выяснили, достаточно популярна не только в нашей стране, но за рубежом. Самое интересное, что по правилам при использовании подобной технологии проводить обустройство дорожных покрытий можно даже в зимний период. Поэтому никакие климатические условия не могут стать проблемой и преградой. Но нужно понимать, что для этого необходимо полное соответствие работам и используемым компонентам.

В целом, можно выделить следующие группы преимуществ:

Препятствие при попадании влаги на основание, соответственно высокая устойчивость к эрозии, размоканию и морозостойкости. Единственное исключение в невозможности справится с морозным пучением грунта.
Повышенный, так называемый модуль упругости, сдвигоустойчивости, соответственно снижается эластичность. Вместе с этим гарантируется возможность снижения слоя асфальтобетона вплоть до 50%, исключается просадка, образование колей, а также исключается появление трещин.
Используется материал, в частности, грунт, находящийся уже непосредственно на строительной площадке, в редких случаях привозной. Соответственно экономим на привозных материалах и на затратах для транспортировки.

Часто встречающиеся ошибки

К распространенным ошибкам можно отнести:

Использование устаревшей либо не соответствующей техники.
Использование грунта с недостаточной влажностью либо, наоборот, слишком переувлажненного грунта.
Отсутствие контроля при проведении работ по уплотнению слоев.
Неправильная концентрация смеси, то есть малое или большое содержание вяжущих элементов.

Читать по теме: Фрезерование асфальта

По итогу хотелось бы выделить следующее, что при подготовке любого объекта и производимых работах, используя технологию стабилизации и укрепления, важно подходить ответственно к проведению в целом работ. Уделять внимание проектированию, инженерно техническому и лабораторному анализу. Без грамотного контроля по составу смеси конечный результат, как экономическая эффективность, будет утерян.

Укрепление земляного полотна автомобильных дорог цементом

ИНСТРУКЦИЯ
по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства
оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов

Дата введения 1975-07-01

ВНЕСЕНА Минтрансстроем и МГА

УТВЕРЖДЕНА постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 24 октября 1974 года N 218

Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов разработана Государственным всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом Союздорнии Министерства транспортного строительства с участием Государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Аэропроект Министерства гражданской авиации.

С введением в действие настоящей Инструкции с 1 июля 1975 г. утрачивают силу Указания по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами (СН 25-64).

Редакторы - инженеры И.Д.Демин, В.И.Серегина (Госстрой СССР), д-р геолого-минералогических наук В.М.Безрук, канд. геолого-минералогических наук Л.Н.Ястребова (Союздорнии), канд. техн. наук М.С.Сардаров (ГПИ и НИИ Аэропроект).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Требования настоящей Инструкции должны выполняться при проектировании и устройстве оснований и покрытий из грунтов, укрепленных вяжущими материалами, вновь строящихся и реконструируемых автомобильных дорог общего пользования (общегосударственного, республиканского и местного значения), подъездных и внутренних дорог сельскохозяйственных и промышленных предприятий, аэродромов, городских улиц и площадей.

Примечание. Требования настоящей Инструкции не распространяются на проектирование и устройство указанных дорожных и аэродромных оснований и покрытий в районах вечной мерзлоты (в I дорожно-климатической зоне).

1.2. Целесообразность применения укрепленных грунтов в конструктивных слоях дорожных одежд или аэродромных покрытий должна подтверждаться разработкой вариантов со сравнением технико-экономических показателей (стоимости строительства, затрат на ремонт и содержание, повышения производительности труда, уменьшения перевозок строительных материалов и др.).

1.3. Грунты, укрепленные вяжущими материалами (укрепленные грунты), в зависимости от их физико-механических свойств, категории автомобильной дороги или класса аэродрома, дорожно-климатической зоны и других факторов должны применяться для устройства верхнего или нижнего слоя основания под усовершенствованные капитальные и усовершенствованные облегченные покрытия, а также для устройства усовершенствованных облегченных, переходных или низших покрытий с устройством слоя износа.

1.4. Основания и покрытия из укрепленных грунтов должны предусматриваться при строительстве автомобильных дорог и аэродромов в следующих дорожно-климатических зонах:

II и III - при первом типе местности, а также при втором, если высота насыпи земляного полотна дороги более 1 м;

IV - при первом и втором типах местности;

V - при первом, втором и третьем типах местности.

При устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий из укрепленных грунтов в выемках в условиях переувлажненных глинистых и песчаных грунтов одновременно должно предусматриваться осушение с помощью дренажных устройств верхней части земляного полотна согласно требованиям главы СНиП по проектированию автомобильных дорог (в части повышения низа дорожной одежды над расчетным уровнем горизонта грунтовых вод).

Примечание. Дорожно-климатические зоны и тип местности устанавливают согласно СНиП по проектированию автомобильных дорог.

1.5. Назначение и расчет толщины конструктивного слоя из укрепленного грунта должны производиться с учетом категории дороги или класса аэродрома в соответствии с Указаниями по проектированию аэродромных покрытий, утвержденными Госстроем СССР и Инструкцией по проектированию одежд нежесткого типа, утвержденной Минтрансстроем и согласованной с Госстроем СССР.

При расчете конструктивных слоев из грунтов, укрепленных минеральными вяжущими и битумными эмульсиями совместно с цементом или карбамидными смолами, в качестве расчетных характеристик должны приниматься модуль упругости (модуль деформации) и допускаемое напряжение на растяжение при изгибе; при укреплении грунтов органическими вяжущими с добавками или без добавок в качестве расчетной характеристики должен приниматься только модуль упругости (модуль деформации).

1.6. Расчетные значения модуля упругости при проектировании дорожных оснований и покрытий из укрепленных грунтов должны назначаться в соответствии с данными табл.А и Б приложения 1.

При этом для грунтов, укрепленных минеральными вяжущими материалами, расчетное значение модуля упругости надлежит принимать для I класса прочности от 5000 до 8000 кгс/см, для II - от 2500 до 5000 кгс/см и для III - от 800 до 2500 кгс/см; для грунтов, укрепляемых битумными эмульсиями совместно с цементом или карбамидными смолами, расчетное значение модуля упругости надлежит принимать для I класса прочности от 5000 до 8000 кгс/см и для II - от 4000 до 5000 кгс/см; для грунтов, укрепляемых органическими вяжущими материалами, расчетные значения модуля упругости надлежит принимать от 2000 до 3000 кгс/см при укреплении битумными эмульсиями и от 800 до 2500 кгс/см при укреплении жидкими битумами и дегтями.

При проектировании аэродромных покрытий вместо значений модуля упругости должны приниматься значения модуля деформации в соответствии с указаниями по проектированию аэродромных покрытий.

Для обеспечения принятого расчетного значения модуля упругости (модуля деформации) следует рассчитывать и подбирать составы смесей согласно разделу 2 и приложениям 3 и 4 настоящей Инструкции.

1.7. Укрепленные грунты, применяемые в конструкциях покрытий на аэродромах класса А-Г, должны обладать физико-механическими свойствами, удовлетворяющими требованиям I класса прочности, а на аэродромах класса Д и Е - II, устанавливаемых по табл.1.

Читайте также: