Технология дорожного строительства

3.2.4. Строительство основания из грунтов, укрепленных органическими вяжущими

Органические вяжущие должны удовлетворять следующим требованиям:
1) обладать хорошим сцеплением (адгезией) с минеральными материалами, не изменяющимися под влиянием температуры и с течением времени;
2) хорошо перемешиваться с грунтами и поддаваться обработке при укладке и укатке покрытия.

В практике дорожного строительства для обеспечения этих требований применяют 2 способа:
1) нагревание вязких материалов до определенной температуры (при нагревании их вязкость понижается, а затем после остывания в готовом покрытии вновь возрастает);
2) применение жидких органических вяжущих веществ, у которых с течением времени легкие фракции улетучиваются и вязкость постепенно повышается.

При обработке крупнообломочных и песчаных грунтов дорожной фрезой органическое вяжущее вводят в смесь грунта с добавками через распределительное устройство фрезы за первый ее проход. Если влажность грунта при этом меньше оптимальных значений, его доувлажняют с помощью поливомоечной машины.

Перемешивание смеси с жидким битумом или каменноугольным дегтем производят за 2...4 прохода по одному следу, а с битумной эмульсией - двумя фрезами одновременно за один проход каждой фрезы по одному следу.

Суглинистые грунты требуют повышенного расхода вяжущего и обрабатываются труднее, чем песчаные и супесчаные. Поэтому при укреплении суглинков в II дорожно-климатической зоне вводят добавку активных и поверхностно-активных веществ.

Необходимая влажность при смешении грунтов с органическими вяжущими материалами колеблется в пределах 0,3...0,5 от границы текучести грунта и ориентировочно составляет (от массы грунта): для супесей и легких суглинков - 6...10%, для тяжелых и тяжелых пылеватых суглинков - 9...17%, для глин - 17...22%. Если влажность меньше оптимальной, в обрабатываемый грунт добавляют воду, если влажность избыточная, грунт подсушивают.

Смешивать грунт фрезами с жидким битумом необходимо в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 15°С. Грунт с битумной эмульсией можно смешивать как в сухую, так и во влажную погоду при температуре воздуха не ниже 5°С.

Обработка грунтов, укрепленных битумной эмульсией с цементом или жидким битумом с цементом, осуществляется в следующей технологической последовательности (рис. 3.5):
1) внесение в грунт органического вяжущего через дозировочное устройство фрезы за один проход;
2) перемешивание грунта с вяжущим за 1...2 прохода фрезы по одному следу;
3) внесение в смесь грунта с органическим вяжущим цемента с помощью распределителя цемента за один проход;

4) перемешивание смеси за 1...4 прохода фрезы по одному следу;

5) увлажнение смеси до оптимальной влажности и перемешива-ние за один проход фрезы по одному следу;

6) профилирование смеси автогрейдером и уплотнение катками.Уплотнение смеси производится не позднее чем через 2 ч после

окончания перемешивания смеси катками на пневматических шинах или виброкатками с перекрытием полос проходов катка не менее чем на 20 см. При температуре воздуха ниже +15°С разрыв между окончанием перемешивания смеси и началом уплотнения допускается до 4 ч.

Однопроходная грунтосмесительная машина при укреплении грунта органическими вяжущими с добавками активных веществ в количестве, не превышающем 15% массы грунта, подает все компоненты через дозаторы в грунт и перемешивает до однородного состояния. Если естественная влажность меньше оптимальной, перед проходом грунтосмесительной машины грунт доувлажняют по-ливомоечной машиной. Все сыпучие добавки подаются в дозаторы в аэрированном виде.

При использовании в качестве добавки молотой негашеной или гидрофобной извести ее распределяют по грунту с помощью распределителя цемента, а затем перемешивают дорожной фрезой за один проход и профилируют автогрейдером. Последующую обработку грунта органическим вяжущим однопроходной грунтосмесительной машиной производят по истечении не менее 12 и не более 24 ч после внесения добавки извести. Технологическая схема идентична схеме, изображенной на рис. 3.3.

При приготовлении смеси грунтов с жидким битумом, битумной эмульсией и активными добавками в количестве не более 20% массы грунта с помощью смесительной установки вяжущие вещества, добавки (кроме молотой негашеной извести) и вода вводятся в грунт одновременно и перемешиваются до однородного состояния. Увлажнение смеси производится до оптимальной влажности.

При обработке битумной эмульсией грунтов с влажностью, соответствующей влажности при смешении или большей (СП 25-74 предусматривает влажность грунта при смешении и влажность при уплотнении, причем первая ниже, чем вторая), применяют битумную эмульсию с содержанием битума 50...55%, а грунтов с меньшей влажностью - с содержанием битума 35...45%.

Укладку готовой смеси в основание или покрытие следует производить асфальтоукладчиками с учетом осадки на уплотнение. Ориентировочный расход органических вяжущих приведен в табл. 3.3.

Уплотнение смеси производят так же, как при технологическом цикле использования в качестве ведущей машины дорожной фрезы.

Уплотнение грунтов, обработанных битумной эмульсией с добавкой извести, а также битумной эмульсией или жидким битумом совместно с цементом, должно быть закончено не позднее одних суток после укладки смеси. При температуре воздуха ниже +15°С допускается повторное уплотнение не позднее двух суток после первоначального уплотнения для грунтов, обработанных битумной эмульсией с цементом, и не позднее четырех суток для грунтов, обработанных битумной эмульсией с добавкой извести.

Таблица 3.3

Ориентировочный расход органических вяжущих

Грунты	Жидкий нефтяной битум, %	Битумная эмульсия, %
Крупнообломочные несцементированные грунты, пески гравелистые, крупные и средние	3...5	3...5
Супеси пылеватые с числом пластичности менее 3	4...6	4...6
Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и легкие пылеватые	5...8	5...7
Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые, глины с числом пластичности не более 22	8...10	6...7

Рис. 3.5. Схема устройства основания из грунтов, укрепленных жидким битумом с цементом с использованием в качестве ведущей машины дорожной фрезы (СН 25-74)

За уплотненным слоем грунта, укрепленного битумной эмульсией или жидким битумом с цементом при температуре 12°С и отсутствии осадков, необходимо осуществлять уход путем розлива битумной эмульсии из расчета 0,8...1 л/м.

Прочностные характеристики грунтов, укрепленных битумными эмульсиями или жидкими битумами с цементом, а также битумными эмульсиями совместно с карбамидными смолами, приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Прочностные характеристики грунтов, укрепленных битумными эмульсиями или жидкими битумами совместно с цементом

Физико-механические свойства	Показатели по классам прочности
	I	II
Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов при 20 °С, МПа	4,0...2,5	2,5...1,5
Предел прочности при сжатии при 50 °С, МПа, не менее	2,0	1,2
Предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов при 20 °С, МПа, не менее	1,0	0,6
Коэффициент морозостойкости, не менее	0,85	0,8
Водонасыщение, % объема, не менее	3	5