ГлавнаяИспользование добавок грунтов и различных местных зернистых минеральных материалов для получения оптимальных смесей имеет большое значение не только для строительства одежды на дорогax местного значения, но также и для магистральных дорог, так как в ряде случаев бывает целесообразно до устройства дорожной одежды укрепить подстилающий ее грунтовый слой. В качестве улучшающих добавок используют гравийные и песчаные грунты, шлаки, дресву, ракушку, мел, болотную руду, щебень из низкопрочных каменных пород и другие местные материалы. Для улучшения грунтовых дорог, проходящих в песчаных маслосвязных грунтах, применяют суглинистые грунты, а также торф.
Оптимальная смесь состоит из различных по крупности частиц, взятых в определенном соотношении, обеспечивающем повышенное внутреннее трение и сцепление между частицами и высокую плотность смеси. Наиболее крупные частицы составляют скелет оптимальной смеси; крупные пылеватые частицы располагаются в порах, уменьшая пористость и увеличивая плотность грунта; мелкие пылеватые и глинистые частицы соединяют составные части смеси в плотную массу. Как правило, чем крупнее скелетные частицы, тем выше устойчивость улучшенного слоя (при его одинаковой толщине) против воздействия транспортных нагрузок.
Состав оптимальной грунтовой смеси для конкретных условий может быть установлен путем наблюдений за службой наилучших участков грунтовых дорог в данной местности и анализа гранулометрического состава образцов грунтов из покрытий таких дорог; лабораторных исследований физико-механических свойств смесей из местных грунтов; теоретических построений гранулометрического состава грунта наибольшей плотности и наименьшей пористости, при которых предполагается обеспечение наибольшего внутреннего сопротивления грунта сдвигу;
Проф. Н. Н. Ивановым на основании анализа результатов многочисленных исследований составления оптимальных смесей минеральных материалов установлена зависимость пористости от количества и размера фракций и предложены предельные кривые оптимальных смесей (рис. 40).
Смеси, укладывающиеся в эти пределы, обладают требуемой плотностью и практически могут приниматься в качестве оптимальных.
При проектировании оптимальной грунтовой смеси следует учитывать местные климатические условия. Так, в засушливых районах назначают повышенное содержание глинистых частиц, обеспечивающее связность материала, а во влажных районах для обеспечения устойчивости требуется повышенное содержание песчаных частиц, В районах избыточного увлажнения рекомендуется в верхние слои песчано-глинистых смесей добавлять не менее 15—20% гравия размером 2—20 мм, каменной мелочи, металлургических шлаков и других материалов. В табл. 49 приведены оптимальные составы, характерные для разных природных районов России.
Типы смесей А1 и Б1 — крупнозернистые, а следовательно, и более устойчивые. При отсутствии крупнозернистых смесей применяют смеси типов А2 и Б2. Нельзя, однако, считать, что свойства оптимального грунта определяются лишь размерами частиц и соотношением фракций. Существенное влияние на свойства оптимального грунта оказывает содержание гумуса, солей и коллоидных частиц в составе глинистой фракции.
Влияние гранулометрического состава грунта и его коллоидной части закономерно отражается на значении верхнего предела пластичности грунта. В связи с этим имеется возможность по верхнему пределу пластичности грунта судить о физико-механических свойствах. Используя это, доц. В, И. Бируля предложила метод расчета необходимого количества добавки песка при улучшении связных грунтов. Для этой цели определяют верхние пределы пластичности улучшаемого связного грунта F1 и песчаного грунта (нижний предел текучести) F2. Принимая верхний предел пластичности оптимальной смеси F0 (как для супесчаных грунтов) между 16 и 26%, можно вычислить необходимую добавку (по массе) песчаного грунта по формуле
где 8 — поправка за счет трения конуса о зерна песка.
На рис. 41 по оси ординат отмечено содержание компонентов смеси в процентах, а на оси абсцисс — верхние пределы пластичности улучшаемых грунтов F1. На верхней линии, параллельной оси абсцисс и отстоящей от начала координат на 100%, откладывается верхний предел пластичности песков F2 с поправкой за счет трения конуса о зерна песка.
Из рис. 41 видно, что чем выше верхний предел пластичности песка, тем больше его требуется для получения оптимального грунта. Поэтому удовлетворительным улучшающим материалом являются крупные и средние пески. Как показал опыт, мелкие пески не дают возможности получить оптимальную смесь.
Добавка в песчано-глинистые смеси крупнозернистого или гравелистого песка в количестве 15—20% значительно увеличивает устойчивость смесей во влажный период.
