Укрепление_грунтов_органическими_вяжущими_материалами

Укрепление_грунтов_органическими_вяжущими_материалами

2.4.3. Укрепление грунтов органическими вяжущими материалами

Укрепление грунтов органическими вяжущими осуществляется так же, как и минеральными вяжущими, способами смешения на земляном полотне дорожной фрезой или однопроходной грунтосмесительной машиной, а так же в карьере в 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 добавкой цемента 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 2210-73) в количестве 10…20% массы вяжущего. Расход смолобитумного вяжущего для укрепления грунтов приведен в табл. 2.28.

Расход смолобитумного вяжущего

Расход вяжущего, % от массы грунта (в числителе), кг на 1 м 3 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

Супеси пылеватые, тяжелые, суглинки легкие и легкие пылеватые

Смолобитумное вяжущее с добавкой отвердителя должно быть введено в грунт и уплотнено в течение до 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.

2.4.4. Комплексные и другие способы укрепления грунтов

Комплексные способы укрепления грунтов основаны на применении, кроме основного минерального или органического вяжущего, небольших добавок различных поверхностно-активных веществ или вяжущего другого вида. Такой способ дает значительные преимущества, основными из которых являются:

— возможность использования для укрепления малопригодных грунтов;

— снижение расхода основного вяжущего;

— повышение прочности, морозостойкости укрепленных грунтов;

— уменьшение трудозатрат при измельчении грунта и перемешивании его с вяжущим.

При комплексных способах укрепления грунтов формируются сложные совмещенные пространственные типы бинарных структур, взаимно чередующихся в микрообъемах и пронизывающие друг друга.

Например, при укреплении грунтов цементом и битумной эмульсией формируется пространственная бинарная структура – коагуляционно-кристаллизационная.

В качестве добавок при укреплении грунта цементом можно использовать известь гашеную или молотую негашеную, хлористый кальций, гипс и ряд поверхностно-активных гидрофобных веществ (полиакриломид, абиетовую смолу, ферромылонафт и др.). Известь добавляют при укреплении кислых или солонцовых супесей, суглинков и глин, имеющих рН ниже 6 с влажностью на 4…6% больше оптимальной (1…3% по массе).

Хлористый кальций (0,4…0,8% по массе) применяют при пониженной или отрицательной температуре воздуха, чтобы ускорить процессы твердения. Силикат натрия (0,5…2,0% по массе) применяют для повышения прочности цементогрунта, ускорения его твердения и снижения расхода цемента при супесчаных и суглинистых карбонатных грунтах. При добавке (0,05% от массы грунта) пиридина в виде водного раствора появляется возможность снизить в 1,5 раза расход цемента. Пиридин и его производные являются отходами нефтехимической промышленности.

Читайте также:  Как_удлинить_витую_пару_без_потери_качества

При укреплении грунтов известью в смесь вводят силикат натрия или золу уноса, получаемую от сжигания бурого угля, торфа и каменного угля, в соотношении от 1:2 до 1:5 (золоизвестковое вяжущее).

Для повышения водостойкости укрепляемого грунта эффективна добавка в битум веществ, способствующих образованию хемосорбиционных соединений на поверхности грунтовых частиц, насыщенных ионами кальция (или железа).

Наиболее высокие прочность, водо- и морозостойкость битума получают при добавке в него анионоактивных веществ органических кислот или фенолов, а в грунты – извести.

Назначение и выбор веществ для комплексного укрепления грунтов при органическом вяжущем проводят после детального исследования свойств веществ и образцов из битумогрунтовой смеси с добавкой испытуемого вещества.

Bau-enginer

Июнь 2012

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Май
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30

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. Область применения укрепленных грунтов приведена в табл. 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. 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 аза 2-4 прохода по одному следу фрезы. Органическое вяжущее вводят в грунт через дозировочное устройство грунтосмесителя или фрезы в полной норме за первый проход.

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
Читайте также:  Можно_ли_отремонтировать_водяной_насос

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 + +

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 С 5 30 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/м 2 .

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.

Читайте также:  Форма_ножей_в_картинках

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.

69.Укрепление грунтов органическими вяжущими материалами.

Основания из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, применяют в тех районах, где отсутствуют крупнозернистые минеральные материалы.

Наилучшие результаты получают при укреплении органическими вяжущими супесчаных и легкосуглинистых грунтов карбонатных разновидностей, содержащие гипс не более 10 % и легкорастворимые соли не более 1 % и имеющих нейтральную среду (рН до 7). Нецелесообразно укрепление тяжелых суглинков и глин без внесения добавок извести, цемента или поверхностно-активных веществ, так как они обладают высокой гидрофильностью, плохо подвергаются обработке, их очень трудно измельчить до состояния, при котором можно успешно перемешать с вяжущим.

Песчаные грунты с незаполненными порами, лишенные сцепления, требуют большого расхода вяжущего, основания из них не обладают требуемой сопротивляемостью сдвигу и сжатию. Для увеличения плотности песков вводят отходы от камнедробления или другие мин добавки.

Укрепление чернозема дает хорошие результаты, если массовая доля гумуса в нем не превышает 4 %. Грунты, не удовлетворяющие требованиям плотных смесей, перед обработкой органическими вяжущими улучшают мин добавками, суглинки и глины отощают песком.

Слабые горные породы в измельченном виде, особенно кремнистые известняки, ракушечники, благодаря большей однородности, чем грунты, дают лучшие результаты.

Для укрепления грунтов применяют медленно- и среднегустеющие жидкие битумы, дегти каменноугольные Д-3, Д-4 и сланцевые С-3, С-4, С-5, вязкие битумы в виде эмульсий. Такие вяжущие легко перемешиваются с частицами грунта, обладают необходимым сцеплением для создания хорошей связи зерен и частиц грунта между собой.Наилучшим явсяется вяжущее, которое будет достаточно жидким при смешении, после уплотнения смеси быстро набирает вяжущие свойства.

Водостойкость укрепленного грунта достигается заполнением его пор вяжущими. Необходимое для этого количество вяжущего зависит от пористости грунта. Установлена положительная роль воды при обработке грунтов органическими вяжущими. Оптимальное количество воды в битумогрунтовой смеси так же необходимо, как и при укреплении грунтов цементом или известью.

Для придания грунту водостойкости необходимо в период перемешивания обеспечить такую влажность, при которой в нем погашается избыточная поверхностная энергия. Наличие связанной воды на поверхности частиц грунта также способствует улучшению обволакивания битумом.

Битумные эмульсии пригодны лишь для укрепления несвязных супесчаных и легкосуглинистых грунтов. Наиболее широко применяют битумные эмульсии для укрепления мелких и пылеватых песчаных грунтов. Тяжелосуглинистые грунты перед обработкой эмульсией улучшают, смешивая с крупнозернистыми песками или с другими минеральными материалами.

Работы по укреплению грунтов эмульсиями проводят, начиная с ранней весны и в любую погоду летом ( за исключением проливных дождей). Осенью, при наступлении дождливой погоды, укрепляют только легкие (песчаные и супесчаные) грунты. Защитные слои или последующие слои дорожной одежды на основаниях из грунта, укрепленного эмульсией, укладывают через 10-15 сут сухой и теплой погоды.

Смесь можно приготавливать в стационарных смесительных установках, расположенных в карьере и укладывать ее на готовое зем полотно. Для приготовления смеси непосредственно на дороге однопроходными машинами применяют передвижные смесители, которые за один проход осуществляют размельчение обработанного грунта, дозирование вяжущего и воды, их перемешивание с грунтом и частичное уплотнение.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector