23. Строительство оснований из грунтов, укрепленных органическими вяжущими.

ТКП 059 – «Правила производства работ»

ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ» (ТУ)

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, содержащих 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 камне дробления или другие минеральные 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 минеральными 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 является вяжущее, которое будет достаточно жидким при смешении, а после уплотнения смеси быстро набирает вяжущие свойства. Таким условиям лучше всего удовлетворяют медленно распадающиеся эмульсии и жидкие битумы, густеющие со средней скоростью.

Водостойкость укрепленного грунта достигается заполнением его пор вяжущими. Необходимое для этого количество вяжущего зависит от пористости грунта.

Лабораторными исследованиями и производственными работами 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. Однако количество воды и ее роль иные, чем при укреплении грунтов минеральными вяжущими.

При укреплении сухого грунта битумом в смеси остается много свободной поверхностной энергии, которая способствует прониканию в поры уплотненной битумогрунтовой смеси воды как в парообразном, так и в жидком состоянии. 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. Такое положительное свойство сорбированной воды присуще связным грунтам (суглинкам, глинам), в которых молекулы воды прочно удерживаются на поверхности частиц. Положительное действие связанной воды проявляется также в том, что облегчается уплотнение смеси, уменьшаются затраты работы для достижения наибольшей плотности.

Укрепление грунтов битумными эмульсиями является наиболее прогрессивным способом. Наиболее пригодны для этих целей эмульсии прямого типа и медленнораспадающиеся. Кроме технологических преимуществ, битумные эмульсии придают грунтам лучшие свойства, чем жидкие битумы.

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.

При применении битумных эмульсий технология работ состоит из следующих операций:

на I захватке — профилирование поверхности земляного полотна и устройство съездов (въездов); уплотнение поверхности земляного полотна катками;

на II захватке — доставка автомобилями-самосвалами грунта из резервов и распределение его бульдозерами или автогрейдерами с бульдозерным отвалом на всю ширину основания;

на III захватке — разбивка (установление ширины обрабатываемой полосы и толщины слоя); удаление из грунта посторонних включений; измельчение фрезами грунта на полосе основания;

на IV захватке — добавка в грунт (если необходимо) крупнозернистых минеральных и активных материалов; перемешивание грунта с дополнительными материалами; добавка воды (при недостаточной влажности грунта) или гидрофобизирующих веществ; перемешивание грунта с добавками;

на V захватке — розлив эмульсии; перемешивание фрезой грунта с эмульсией; уплотнение битумогрунта пневмоколесными катками; проверка поперечного профиля и качества уплотнения с исправлением отдельных мест.

Смесь можно приготавливать в стационарных смесительных установках, расположенных в карьере (смеситель ДС-50А или любой тип асфальтосмесителя) и укладывать ее на готовое земляное полотно.

Для приготовления смеси непосредственно на дороге однопроходными машинами применяют передвижные смесители, которые за один проход осуществляют размельчение обрабатываемого грунта, дозирование вяжущего и воды, их перемешивание с грунтом и частичное уплотнение. Земляное полотно при этом уплотняют не менее как до 0,95 требуемой плотности во избежание последующей просадки дорожной одежды.