Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




19.11.2018


17.11.2018


17.11.2018


11.11.2018


11.11.2018


11.11.2018


09.11.2018


05.11.2018


02.11.2018


26.10.2018





Яндекс.Метрика
         » » Грунтощебеночные смеси

Грунтощебеночные смеси

30.07.2014

В том случае, когда грунтовый слой улучшают россыпью щебня или другого крупноскелетного материала, этот материал в результате перемешивания и укатки вдавливается в грунт, образуя скелет, а грунт, заполняя промежутки между щебнем, обеспечивает связность и водонепроницаемость уплотненного слоя смеси.
При использовании щебня такие слои называются грунтощебеночными, а гравия — грунтогравийными.
Наиболее прочный вид грунтощебеночного слоя получается тогда, когда щебенки соприкасаются друг с другом и частично заклиниваются, а грунт заполняет оставшиеся пустоты. В этом случае содержание щебня составляет свыше 60% объема смеси. При меньшем количестве щебня отдельные щебенки не соприкасаются друг с другом, в результате чего смесь при избыточной влажности грунта становится пластичной. Все же заметное повышение прочности смеси достигается уже при введении в грунт 20—30% щебня. Во влажных местностях, а также если дорога предназначена для интенсивного движения во влажные периоды года (например, перевозка урожая осенью), следует уменьшать количество грунта во избежание пластических деформаций грунтощебеночного слоя, вызываемых переувлажнением грунта. В сухих местностях, а также если дорога предназначается для интенсивного движения, главным образом, в сухой период, из экономических соображений целесообразно увеличивать содержание грунта в смеси.
А. Н. Долгов в результате экспериментального исследования свойств грунтощебеночных смесей с применением щебня песчаника установил, что при надлежащем соотношении щебня песчаника, высевок и суглинка в составе грунтощебеночной смеси (при котором в возможно большей степени используется связность грунта и в меньшей степени проявляется потеря связности при увлажнении) грунтощебень обладает достаточно высокими физико-механическими свойствами. Допускаемое количество грунта в щебне зависит от расположения грунтощебня в конструктивных слоях покрытия. При уменьшении количества грунта в смеси увеличивается значение угла трения, чем обеспечивается сохранение большей плотности грунтощебня при увлажнении. При увеличении количества грунта в смеси значительно повышается сцепление в сухую погоду, что важно для обеспечения устойчивости верхнего слоя покрытия.
При устройстве оснований необходимо, чтобы в слое грунтощебня при его увлажнении сохранялся возможно больший угол трения. С этой целью в грунтощебень следует вводить грунт в объеме не больше 0,5—0,7 от пористости уплотненного слоя щебня.
При использовании грунтощебня для устройства покрытия с целью обеспечения надлежащего сцепления между минеральными частицами и устойчивости верхнего слоя количество вводимого грунта должно соответствовать пористости уплотненного щебня; покрытие получается также более водонепроницаемым, что ограничивает увлажнение основания в дождливые периоды.
Следует иметь в виду, что в необработанном грунтощебне грунт выполняет роль вяжущего до тех пор, пока его относительная влажность не ниже 0,40. Для поддержания этой влажности в сухие периоды года применяют добавку хлористого кальция в количестве 1,0—1,5% от массы грунта.
Практически рекомендуется вводить в грунтощебеночную смесь от 40 до 70% щебня в зависимости от водного режима полотна, интенсивности движения и прочности камня. В ряде районов для получения грунтощебня могут быть использованы местные каменные материалы, не требующие предварительной переработки (например, обломочный материал, имеющийся в осыпях в горных районах).
Применение грунтощебня, помимо экономии щебеночного материала, обеспечивает более широкое использование низкопрочных каменных материалов, так как щебень под защитой грунта значительно меньше изнашивается; в грунтощебне могут быть использованы плохо поддающиеся укатке местные каменные материалы (кварцит, остеклованные шлаки и др.). Применение рядового щебня (без прогрохоти) низкопрочных каменных пород значительно упрощает технологический процесс переработки камня и приготовления смеси.
Во избежание раздавливания щебенок при укатке следует максимальные размеры их назначать 0,5—0,7 общей толщины слоя в плотном теле.
Слой грунтощебня, имея высокий модуль деформации, не обладает хорошим сопротивлением износу, а поэтому пригоден лишь для внутренних слоев одежды.
Значительно увеличивается прочность и устойчивость грунтощебня при обработке его органическими и неорганическими вяжущими материалами.
Укрепляющие добавки можно вводить двумя способами: 1) постепенным (за несколько приемов) насыщением добавками грунтовой поверхности проезжей части; 2) созданием улучшенного слоя за один прием.
Постепенное насыщение добавками применяют на местных грунтовых дорогах. В этом случае улучшающие материалы рассыпают тонким слоем (3—5 см) на уплотненную грунтовую поверхность, причем образуется серповидный профиль. Улучшающий материал следует рассыпать на увлажненный грунт. Работу ведут без перерыва движения. Равномерное распределение материалов создается утюжкой, а перемешивание добавок с грунтом достигается воздействием движения и утюжкой. После внесения необходимого количества добавок в два-три приема получается улучшенный слой заданной толщины.
При помощи этого способа в результате минимальных затрат создается устойчивый слой укрепленного грунта толщиной 12—15 см.
Работы по введению добавок способом постепенного насыщения ведут в такой последовательности: профилирование полотна на всю ширину автогрейдером с приданием проезжей части заданного поперечного профиля; уплотнение грунта укаткой катками и проезжающим транспортом; россыпь по всей ширине полотна на влажный грунт тонкого слоя улучшающих добавок; разравнивание добавок автогрейдером; прикатка добавок катками (два прохода) или уплотнение их движением транспорта; утюжка в процессе эксплуатации дороги; последующие россыпи добавок на влажный грунт в процессе эксплуатации дороги; перемешивание этих добавок с грунтом под влиянием движения и утюжки.
Вводить добавки способом постепенного насыщения следует в сжатые сроки, так как в противном случае улучшающий материал во время распутицы вдавливается колесами на большую глубину и не дает надлежащего эффекта.
Применение крупных частиц, а также окатанного речного гравия с включением плоских и продолговатых частиц не дает положительных результатов, так как такие частицы плохо проникают в грунт и не обеспечивают хорошее его укрепление.
Укрепляемый слой должен формироваться при тщательном регулировании автомобильного движения для равномерного уплотнения всего поперечного профиля; при достаточно интенсивном движении формирование покрытия достигается и без уплотнения катками, В случае недостаточной влажности грунта или небольшого движения рекомендуется предварительная укатка укрепляемого слоя. При образовании колей или других деформаций поверхность выравнивают грейдерами и заглаживают утюгами.
При первой россыпи вводят сразу до 300 м3 улучшающего материала, а при последующих — 150—200 м3 на 1 км. Из автомобилей материал рассыпают на проезжую часть, а в случае сухой погоды — на обочины, откуда его сразу же после дождя передвигают грейдером на проезжую часть и разравнивают.
На супесчаных грунтах и легких суглинках оптимальная смесь может получаться и после одной-двух россыпей, а при глинистых и пылеватых могут потребоваться три-четыре россыпи.
При устройстве грунтового покрытия серповидного профиля в один прием добавки с грунтом земляного полотна перемешивают после их распределения на всю ширину проезжей части. Лучше всего перемешивать грунт с добавками при влажности его, близкой к оптимальной, специальными смесителями, дорожными фрезами или автогрейдером, который собирает смесь в валики и постепенно передвигает их поперек дороги. Число рейсов автогрейдера (проходов по двум сторонам) 12—16, а иногда и больше в зависимости от характера и влажности перемешиваемых материалов и толщины слоя.
После окончания перемешивания смесь планируют, затем укатывают сначала легкими, а потом тяжелыми катками. Если укрепленный слой используется в качестве покрытия, то окончательное уплотнение и формирование этого слоя достигается под влиянием последующего движения и утюжки.
Для введения различных крупноскелетных добавок в один прием при корытном профиле, дно корыта предварительно профилируют и тщательно уплотняют. По уплотненному дну корыта рассыпают добавки и планируют их, а сверху рассыпают грунт, перемещаемый из боковых резервов, и опять планируют. После этого грунт и добавки перемешивают специальными смесителями, автогрейдером или дорожной фрезой для получения равномерной смеси, которую разравнивают, профилируют, а затем тщательно укатывают. Толщина перемешиваемого слоя не должна превышать в рыхлом состоянии 20—25 см. Добавки распределяют непосредственно из кузова автомобиля или же автогрейдером, бульдозером из куч, сложенных по оси дороги или на обочине.
Улучшаемый грунт не должен иметь комков размером более 3— 5 см, влажность грунта должна быть близка к оптимальной. Для этого его при необходимости перед перемешиванием и в процессе уплотнения дополнительно увлажняют. Нельзя перемешивать и особенно уплотнять сухую смесь. В случаях недостаточного уплотнения покрытия в связи с малой влажностью грунта и при невозможности искусственного увлажнения требуются тщательное регулирование движения и повторение укатки после увлажнения покрытия дождем. До смешения в грунт целесообразно добавлять около 1,5% хлористого кальция, который обеспечивает сохранение определенной влажности, а следовательно, и связности грунта и понижает температуру замерзания грунта, что в некоторых районах может предохранить грунтощебень от промерзания и разуплотнения.
В верхнюю часть грунтощебеночного покрытия перед его окончательным уплотнением целесообразно вводить небольшое количество твердого дробленого гравия или щебня (10—30 кг на 1 м2 покрытия).
Сказанное о грунтощебне в полной мере относится и к грунтогравию. При окатанном гравии следует, однако, добавлять в него щебень (до 30—40%), что гарантирует получение плотного устойчивого слоя.
Укреплять грунтовые слои добавками гравия и песка можно и зимой. При этом земляное полотно следует подготовить осенью до замерзания грунта, и движение по уплотняемому слою должно быть закрыто до наступления сильных морозов с тем, чтобы автомобили не разрушали спланированную грунтовую поверхность. Движение открывают после того, как грунт промерзнет на достаточную глубину. Перед россыпью улучшающих добавок полотно должно быть очищено от снега. Уложенный и спланированный материал примерзает к земляному полотну Весной в процессе движения автомобилей добавки перемешиваются с оттаивающим грунтом, и смесь постепенно густеет. В момент загустения смеси поверхность планируют автогрейдером, и движение закрывают до полного высыхания смеси. При перемешивании гравия или крупнозернистого песка с глинистым или суглинистым грунтом образуется смесь, близкая к оптимальной, которая при высыхании дает плотный водонепроницаемый слой.