Цупиков С.Г. (ред.) Справочник дорожного мастера

Подождите немного. Документ загружается.

жидкого

нефтяного

битума,

сланцевого

битума

битумной

эмульсии (по

содержанию

битума)

каменноугольного

дегтя

Крупнообломочные, несцементированные, близкие к

оптимальному составу, пески гравелистые, супеси,

близкие к оптимальному составу

3...5

66...1 10

3...5

66...1 10

3...5

66...110

Крупнообломочные, неоптимального состава, пески

гравелистые, супеси пылеватые с числом

пластичности менее 3

4...6

88...130

4...6

88..130

4...6

88...130

Супеси легкие пылеватые, тяжелые пылеватые,

суглинки легкие и легкие пылеватые

5...8

110...180

6...7

130...160

8...13

180...290

Суглинки тяжелые и суглинки тяжелые пылеватые,

глины песчаные и пылеватые с числом пластичности

более 22

8...10

180...220

6...7

130...160

8...13

180...290

Свойства грунтов, укрепленных различными вяжущими, приведены в табл.

8.3.6...8.3.8

Таблица 8.3.6

Расчетные значения модуля упругости

Способ укрепления грунта

Модуль упругости, Па по классам прочности

I II III

Минеральными вяжущими 5000...8000 2500...5000 800...2500

Битумной эмульсией совместно с цементом или

карбомидной смолой

5000...8000 4000...5000 -

Битумной эмульсией 2000...3000 2000...3000 2000...3000

Жидким битумом или дегтем 800...2000 800...2000 800...2000

Таблица 8.3.7

Физико-механические свойства грунтов, укрепленных минеральными

вяжущими (в том числе с добавками других веществ)

Физико-механические свойства

Показатели по классам

прочности

I II III

Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов, Па 60...40 40...20 20...10

Предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов не

менее, Па

10 6 2

Допустимые напряжения на растяжение при изгибе, Па 4 2 1

Коэффициент морозостойкости, не менее 0,75 0,70 0,65

Влажность образца после испытания па замораживание-оттаивание, % массы,

не более сверх оптимальной для уплотнения

2 4 4

Таблица 8.3.8

Физико-механические свойства грунтов, укрепленных битумными

эмульсиями и жидкими битумами совместно с цементом

Физико-механические свойства

Показатели по классам

прочности

I II

Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов при 20°С, Па 40...25 25...15

Предел прочности при сжатии при 50°С, Па 20 12

Предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов при

20°С, Па, не менее

10 6

Коэффициент морозостойкости, не менее 0,85 0,80

Водонасыщение, % объема, не более 3,0 5,0

8.3.2. Укрепление грунтов минеральными вяжущими материалами

К наиболее пригодным для укрепления цементом относят грунты:

- супеси с числом пластичности 3...12;

- песчано-глинистые смеси оптимального состава. Прочность,

водоустойчивость, долговечность тем выше,

чем больше добавка цемента и выше его марка, чем ниже поглощаемость

грунтом продуктов гидролиза цемента, тем прочнее микроструктура грунта, а

также зависит от качества производства работ.

Независимо от применяемых машин, последовательность работ при

укреплении грунта цементом на дороге будет следующей:

1. Вывозка на дорогу грунта, подлежащего укреплению или добавок к

грунту земляного полотна.

2. Разрыхление и измельчение грунта. Для предварительного разрыхления

грунта применяют рыхлители. Измельчение осуществляют

последовательными проходами специальных фрез (табл. 8.3.9, 8.3.10).

Проходы повторяют до тех пор, пока в грунте останется комочков крупнее 5

мм не более 15 %.

Таблица 8.3.9

Дорожные фрезы

Показатели ДС-18 ДС-73 ДС-74

Профилировщик ДС-

Тип базового трактора С-100МГП Т-130 Т-158 -

Ходовое оборудование Гусеничное Пневмоколесно

Гусеничное

Мощность двигатели, кВт 79,4 100,7 118,7 312,5

Ширина обрабатываемой полосы, м 2,5 2,5 2,4 8,5; 10

Глубина обработки, см 20 20 25 30

Скорости передвижения, км/ч:

рабочие 0,1...0,75 0,11...0,81 0,1...0,96 До 1,1

транспортная вперед 2,36...5,4 3,16...10,6 5,13...44,8 До 4,0

транспортная назад 2,79...6,37 3,05...8,5 5,5...18,0 До 4,0

Диаметр фрезерного ротора, мм 800 800 900 -

Частота вращения ротора, об/мин 250 255 257 -

Пределы дотирования жидких вяжущих и

воды, л/м

5,3...90,0 5,3...90,0 2,2...133,0 -

Масса, кг 14720 17060 11940 40600

ТаблицаZZ 8.3.10

СамоходныеZZ грунтосмесительныеZZ машины

Показатели ДС-16Б ДС-152

Ширина обрабатываемой полосы, м 2,4 3,3

Глубина обработки, см до 25 до 25

Фрезерный ротор:

диаметр, мм 800 -

частота вращения, об/мин 248 -

Частота вращения ротора наполнителя мешалки об/мин 89 -

Частота вращения двухпольной лопостной мешалки, об/мин 89 -

Нормы дозирования:

жидких вяжущих и воды, л/м

4...80 -

порошкообразных, кг/м

5...100 5...110

Объем расходного бака для жидкого вяжущего, м

3,8 -

Объем расходного бункера для цементов, м

3,5 3,5

Способ загрузки цемента в бункер Пневматический Пневматический

Скорость передвижения, км/ч:

рабочие от 0,38 до 0,64 0,06...0,3

транспортные до 17,6 до 20

Радиус поворота, м 6,5 -

Мощность двигателя, кВт 220,5 -

Масса, кг 25900 -

3. Добавление в измельченный грунт скелетных добавок или 1...2 % извести для кислых

или засоленных грунтов. Добавку минерального материала в грунт вносят либо для

уменьшения расхода цемента, либо для повышения устойчивости смеси или с целью

облегчения операций по измельчению.

4. Разравнивание и прикатка смеси. Прикатку производят с целью

обеспечения одинаковой толщины укрепляемого слоя, который обычно

составляет от 8 до 20 см.

5. Введение цемента. Цемент распределяют цементораспределителем

(табл. 8.3.11) из расчета (табл. 8.3.12), в зависимости от укрепляемого грунта

и требований, предъявляемых к грунтоцементу.

Таблица 8.3.11

Распределители цемента

Показатели

ДС-9 ДС-72

Тип распределителя Прицепной Полуприцепной

Тягач Т-74-С-2 Т-158

Ширина распределителя, м 2,45 2,40

Объем расходного бункера при дозаторе, м

3,5 3,5

Объем цистерны, м

- 6,8

Нормы дотирования, кг/м

6,3...67,0 5,0 ...511,11

Скорость передвижения, км/ч;

рабочие 0,53...0,93 0,1 ..0.4(1

транспортные до 11,7 до 44.Х

Масса, кг 7700 133011

ТаблицаZZ 8.3.12

РасходZ смолобитумногоZZ вяжущего

Укрепляемые грунты

Расход вяжущего, %

от массы грунта (в

числителе), кг на

1 м

грунта (в

знаменателе)

Оптимальная влажность

смеси при уплотнении, % от

массы смеси

Крупнообломочные, пески гравелистые, крупные,

средние и мелкие, в том числе одномерные, супеси

оптимального состава, супеси легкие

4...6

88...130

6...10

Супеси пылеватые, тяжелые, суглинки легкие и

легкие пылеватые

6...8

130...180

10...12

6. Перемешивание грунта с цементом. Данную рабочую операцию осуществляют на всю

толщину слоя последовательными проходами специальных фрез. Если влажность смеси

менее оптимальной, то производят увлажнение.

7. Профилирование смеси. После окончания перемешивания вся масса

грунтоцемента распределяется равномерным слоем заданной толщины по

всей ширине устраиваемой полосы.

8. Уплотнение. Производство работ по уплотнению должно обеспечить

равномерную плотность не менее 0,98 от установленной стандартным

уплотнением. Для уплотнения наиболее эффективны катки на

пневматических шинах. Общее число проходов катка по одному следу от 15

до 20. Укатка должна быть начата через 2...4 ч после внесения цемента и

закончена в течение 4...6 ч после окончания перемешивания.

Перед окончанием укатки для повышения ровности конструктивного слоя

рекомендуется произвести разрыхление верхней части слоя на 2...3 см,

добавить 1...2 кг/м

цемента и произвести окончательное уплотнение гладким

вальцовым катком.

9. Устройство защитного слоя с применением эмульсии или укладка

покрытия. Если грунт, укрепленный цементом, используют в качестве

основания усовершенствованного покрытия, то последнее устраивают через

24 ч после окончания укатки основания.

Если покрытие сразу не устраивают, то основание покрывают

пленкообразующими материалами (лак этиноль, помароль). Эта пленка

хорошо удерживает влагу.

Укрепление грунтов следует производить при температуре выше 5°С. При

более низкой температуре следует добавлять соли NaC1 или СаС1

или обе

соли вместе.

Нельзя открывать движение по слою грунта, укрепленному минеральным

вяжущим, так как происходит быстрое истирание покрытия.

При использовании для укрепления грунта комплекта ДС-100 или ДС-110

технология работ значительно упрощается, а производительность

увеличивается до 1500 м в смену.

Производительность дорожной фрезы, м

в смену

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (8.3.1)

Производительность распределителя цемента, т в смену

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ Z(8.3.2)

где П - продолжительность смены, ч;

- коэффициент использования рабочего времени;

b - ширина полосы, обрабатываемой за один проход, м;

l - длина захватки, м;



- коэффициент уменьшения производительности за счет перекрытия

слоев (



= 0,95);

V - рабочая скорость фрезы, распределителя, м/ч;

t - продолжительность поворота фрезы, 0,03 ч;

q - норма расхода цемента (распределения), т/м

Процентное содержание в смеси добавок, цемента, воды, битума или

эмульсии устанавливают в лаборатории, добиваясь лучших показателей,

характеризующих прочность и устойчивость конструктивного слоя (табл.

8.3.5).

Приготовление смеси грунта с органическими вяжущими осуществляется

так же, как и с минеральными вяжущими, способами смещения на земляном

полотне дорожной фрезой или однопроходной грунтосмесительной

машиной, а также в карьерной грунтосмесительной установке. Готовую

смесь укладывают в дорожную одежду самоходным укладчиком или

автогрейдером с уплотнением самоходным катком на пневматических

колесах.

При необходимости дополнительного увлажнения грунта при его

укреплении битумной эмульсией следует учитывать количество воды,

находящееся в эмульсии, при этом целесообразно изменять концентрацию

эмульсии от 55...50 до 35...40 %.

При укреплении грунта органическими вяжущими с добавкой извести

сначала должен быть обработан грунт известью и только через 12...14 ч смесь

грунта с известью обрабатывают органическим вяжущим.

При укреплении грунта органическим вяжущим с цементом уход за

уложенным слоем должен быть аналогичен укреплению грунта только

цементом.

Для улучшения размельчения тяжелых суглинков и глин в сухую погоду

их следует предварительно размельчать с введением добавки ПАВ (ССБ, ОП-

7, ОП-10 в количестве 0,05...0,5 % массы грунта).

Грунты, укрепленные смолобитумным вяжущим (битумная эмульсия -

эмульсированное вяжущее 40 % и карбомидная смола 60 %), применяют для

устройства покрытий на дорогах IV и III категорий и верхних слоев

основания под асфальтобетонные покрытия.

Битумная эмульсия должна быть анионная прямого типа,

медленнораспадающаяся, карбомидная смола типа УКС и М 19-92.

Отвердителем служит аммоний хлористый (ГОСТ Z 2210-73 ) в количестве

10...20 % массы вяжущего. Расход смолобитумного вяжущего для

укрепления грунтов приведен в табл. 8.3.12. Смолобитумное вяжущее с

добавкой отвердителя должно быть введено в грунт и уплотнено в течение не

более 3 ч. Вяжущее без отвердителя допускается хранить не более 3 суток.

Движение по слою грунта, укрепленному смолобитумным вяжущим, может

быть открыто через 2 суток в условиях сухой погоды с температурой 15С и

выше.

8.4. Дорожные одежды усовершенствованных типов

Усовершенствованным называют такое покрытие, которое дает

возможность в любое время года с наибольшей полнотой использовать

скорость и грузоподъемность современного автомобиля.

8.4.1. Характеристика усовершенствованных покрытий облегченного типа

Усовершенствованные покрытия облегченного типа устраивают в качестве

верхних слоев дорожных одежд, предназначенных для пропуска

автомобильного транспорта от 100 до 3000 авт/сут.

При устройстве усовершенствованных покрытий применяются вяжущие

материалы, которые увеличивают сцепление в смесях и делают их более

водоустойчивыми. Обработка каменных материалов вяжущими приводит к

повышению эксплуатационных качеств, увеличению срока службы,

удешевлению содержания дороги, уменьшению транспортных расходов и

сокращению расходов каменных материалов.

Усовершенствованные покрытия облегченного типа устраивают толщиной

от 4 до 12 см. Многочисленные дорожные конструкции, получаемые путем

обработки щебеночных и гравийных материалов органическими вяжущими -

битумами и дегтями, а также эмульсиями, по способу производства работ

могут быть разделены на следующие группы:

конструкции, получаемые в результате обработки каменных материалов

путем послойных розливов разогретого битума (дегтя) или эмульсии,

послойных россыпей каменных материалов с их укаткой;

конструкции, получаемые обработкой каменных материалов

органическими вяжущими смешением на дороге;

конструкции из смесей каменных материалов с органическими вяжущими,

приготовленных в специальных установках по определенному режиму и

укладываемых в холодном или горячем состоянии.

Классификация усовершенствованных покрытий облегченного типа

показана на рис. 8.4.1

Рис. 8.4.1. Классификация покрытий облегченного типа

Из вышеизложенного видно многообразие типов усовершенствованных

покрытий облегченного типа. В районах с холодным и влажным климатом

предпочтение отдают покрытиям, устраиваемым из материалов,

приготовленных смешением в стационарных и передвижных установках. В

районах с сухим и теплым климатом применяют покрытия, устраиваемые

смешением на дороге, а при наличии прочных щебеночных материалов также

способом пропитки.

Основания и покрытия, по способу пропитки и смешения в установке,

устраивают в сухую и теплую погоду весной и летом при температуре не

ниже 5С, а осенью - не ниже 10°С. Смешение на дороге следует производить

при температуре выше +15С, а при использовании эмульсий - не ниже 5°С.

Работы должны быть закончены с таким расчетом, чтобы формирование

покрытия в процессе эксплуатации автомобильной дороги было завершено за

10...20 дней до начала периода с пониженными температурами воздуха и

дождями.

Конструкции с применением битумов и дегтей весьма требовательны к

соблюдению правил производства работ и температурному режиму.

Вяжущие применяют строго определенных марок, соответствующих данной

конструкции. Каменные материалы должны отвечать установленным

требованиям по прочности, морозостойкости, быть сухими, чистыми без

примеси пыли, глины или ила. Для повышения качества в гравийный

материал следует вводить дробленый гравий в количестве 25...45 % объема

фракций гравийного материала крупнее 5 мм.

Правильный выбор вяжущего имеет большое значение, поскольку оно

увеличивает сцепление между частицами минерального материала, частично

заполняет пустоты между этими частицами и таким образом повышает

плотность и водоустойчивость смеси. Чтобы получить хорошие результаты,

вяжущее должно обладать совокупностью определенных свойств, во-первых,

вязкость должна быть достаточно высокой, чтобы связать рыхлый

минеральный материал в монолит и, во-вторых, в производственных

условиях распределять вяжущее тонкой пленкой по поверхности

минеральных частиц.

Эти требования противоречат друг другу. Лучшее сцепление и более

высокая прочность покрытия достигаются при использовании вязких

битумов, однако лучшее обволакивание обеспечивается при применении

жидких битумов. Для повышения качества покрытий прибегают к

технологическим приемам, позволяющим снизить вязкость вяжущих в

период их смешения с минеральными материалами. Снижение вязкости

может быть достигнуто путем:

- повышения температуры вяжущего;

- введения в его состав разжижителей, которые быстро улетучиваются;

- создания водных эмульсий.

Способность органических вяжущих к уменьшению вязкости с

повышением температуры играет положительную роль при приготовлении

смеси и укладке, но отрицательно сказывается на прочности дорожных

одежд. Поэтому для устройства дорожных одежд лучше использовать

теплоустойчивые вяжущие материалы.

Выбор вяжущего зависит от следующих факторов:

- типа минеральной смеси и характера минеральных частиц;

- проектируемой конструкции дорожной одежды;

- способа приготовления смеси и ее укладки;

- наличия оборудования для приготовления и укладки смеси;

- климатических и гидрологических условий;

- сезона производства работ.

8.4.2. Устройство покрытий и оснований способом пропитки

Технология способа пропитки заключается в последовательной россыпи и

уплотнении рыхлых минеральных материалов нескольких фракций и поливке

их органическими вяжущими материалами. Монолитность и прочность

пропитанного слоя обеспечиваются заклинкой частиц минерального

материала и их сцеплением за счет вяжущих свойств битумов (дегтей) или

эмульсий.

В зависимости от толщины обрабатываемого слоя различают два вида

пропитки:

- глубокую - 6...8 см;

- облегченную (полупропитку) - 4...6 см.

По способу пропитки устраивают покрытия для дорог с интенсивностью

движения до 2000 авт/сут или же основания для усовершенствованных

капитальных покрытий с интенсивностью движения более 2000 авт/сут.

Основными преимуществами таких покрытий являются высокая прочность

почти равная асфальтобетону, отсутствие трещин, возможность широкой

механизации. К недостаткам пропитки следует отнести повышенный расход

вяжущего по сравнению с другими способами обработки минерального

материала вяжущими, неполное обволакивание минеральных частиц

вяжущим и требуется щебень из прочных каменных материалов (1...3 классов

прочности).

Покрытия по способу глубокой пропитки устраивают с применением трех

или четырех фракций щебня в зависимости от толщины слоя и размера

щебня в первой россыпи. Для облегченной пропитки применяют щебень двух

или трех фракций. Максимальный размер щебня в первой россыпи не должен

превышать 0,85 толщины конструктивного слоя.

В качестве вяжущего для пропитки применяют вязкие битумы БНД 90/130,

деготь Д-7. При использовании щебня из мягких пород вязкость вяжущих

можно несколько понизить.

Последовательность работ по устройству пропиток и нормы расхода

материалов приведены в табл. 8.4.1.

Таблица 8.4.1

Технология устройства покрытий и оснований из щебня, обработанного

способом пропитки толщиной 6...8 см

Последовательность работ

Нормы расхода материалов, количество проходов

катков при применении щебня

трех фракций четырех фракций

1-я россыпь щебня фракции 40...70 мм,

/100 м

8...10 5...6

Уплотнение катками, проходов по одному

следу

5...7 5...6

Розлив вяжущею, л/м

5...7 3...4

2-я россыпь щебня фракции 20(25)...40 мм,

/100 м

- 3...4

То же, фракций 10...20(15...25) мм, м

/100 м

1,0...1,1 -

Уплотнение катками, проходов по одному

следу

5...7 3...4

3-я россыпь щебня фракции 3(5)...10(5...15)

мм, м

/100 м

0,9...1,1 -

То же, фракций 10...20(15...25) мм, м

/100 м

- 1,0...1,1

Уплотнение катками, проходов по одному

следу

3...4 3...4

Розлив вяжущего, л/м

- 2,0...2,5

4-я россыпь щебня фракций 3(5)...10(5...1 5)

мм, м

/100 м

- 0,9...1,1

Уплотнение катками, проходов по одному

следу

- 3...4

Примечания.

1. Меньшие нормы расхода - для слоя 6 см, большие - для слоя 8 см.

2. В скобках указаны допускаемые размеры щебня.

3. При устройстве оснований последнюю россыпь и связанный с ней розлив производить не обязательно.

4. При использовании трех фракций щебня первую россыпь можно выполнять щебнем 20(25)...40 мм.

5. Расход эмульсий в пересчете на битум меньше на 10...20 %.

Россыпь щебня производят щебнераспределителем (табл.8 .2.7). В

процессе укатки нужно следить, чтобы края щебня не обламывались,

поскольку мелочь закупоривает поры и препятствует проникновению в глубь

вяжущего. При применении щебня из мягких пород в качестве вяжущего

лучше применять битумную эмульсию. Суммарный расход вяжущего

примерно равен 1,0...1,2 л/м

на 1 см толщины. Розлив вяжущего

осуществляют автогудронаторами (табл. 8.4.2). Для хорошего проникновения

в слой щебня вязкого битума его нагревают до рабочей температуры

80...170С. Эмульсии разливают без подогрева.

Таблица 8.4.2

Техническая характеристика автогудронаторов

Показатели

ДС-39Б ДС-142

Вместимость цистерны, л 4000 7000

Ширина распределения битумных материалов, м 2...4 2...4