17.Строительство дорожных оснований с укреплением. Основные опреде­ления и классификация оснований (смешение на месте, из готовых полу­фабрикатов).

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

Для укрепления грунтов применяют медленно- и среднегустеющие жидкие битумы, дегти каменноугольные Д-3, Д-4 и сланцевые С-3, С-4, С-5, вяжущие битумы в виде эмульсий. Такие вяжущие легко перемешиваются с частицами грунта, обладают необходимым сцеплением для создания хорошей связи зерен и агрегатов между собой.

Наилучшим является вяжущее, которое будет достаточно жидким при смешивании, а после уплотнения смеси быстро набирает вяжущие свойства. Таким условиям лучше всего удовлетворяют медленно распадающиеся эмульсии и жидкие битумы, густеющие со средней скоростью.

При устройстве оснований из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, преимущество следует отдать способу смешения на дороге как наиболее простому и производительному. При этом только в особых случаях, когда требуется повышенная прочность основания под капитальные типы покрытия, следует применить способ смешения в установке.

Однако независимо от способа производства работ в основе технологического процесса укрепления фунтов органическими вяжущими материалами лежат общие принципиальные положения, имеющие целью получить смеси с заданными свойствами и обеспечить нормальную работу конструктивного слоя в условиях эксплуатации дороги:

1. Применение более совершенных механизмов для измельчения грунта, перемешивания его с вяжущим и уплотнения обеспечивает получение более высоких качественных показателей смеси.

2. Связные грунты перед введением вяжущего должны тщательно измельчаться. Чем выше степень измельчения грунта (чем меньше останется мелких грунтовых комочков размером более 5 мм), тем эффективней и Равномерней будут протекать процессы взаимодействия частиц грунта с вяжущим с образованием поглотительных соединений, определяющих структуру смеси.

3. Чем больше содержит грунт глинисто-коллоидных частиц, тем выше Должна быть степень его измельчения, тщательнее процесс перемешивания.

4. Чем совершеннее качество уплотнения смеси, тем глубже происходит пропитка агрегатов грунта вяжущим и эффективнее проявляются клеящие свойства последнего, способствуя образованию устойчивой коагуля-ционной структуры. В этом отношении наиболее совершенным является виброуплотнение с последующей прикаткой тяжелыми катками на пневматических шинах. При таком способе уплотнения смесь будет обладать наименьшей пористостью и минимальным размером пор, что значительно повысит ее водоустойчивость.

5. Чем более вязким будет вяжущее, применяемое для укрепления грунта, тем более устойчивой будет битумо- или дегтегрунтовая смесь.

6. Укрепленный грунт следует укладывать на поверхность, отвечающую в отношении ровности и плотности требованиям, предъявляемым к основаниям усовершенствованных покрытий.

18.Строительство оснований из минеральных материалов, необработанных вяжущими.

Дорожные основания—основ­ные несущие слои дорожной одежды, на которых уложены слои дорожных покрытий. Назначение оснований— восприятие нагрузки от автомоби­лей через покрытие и распределение ее на грунт земляного полотна.

В общем случае дорожные осно­вания состоят из трех слоев — верх­ний слой из наиболее прочных ма­териалов, нижний — из местных ма­териалов меньшей прочности, тре­тий, дополнительный слой основа­ния имеет специальное назначение.

При наличии достаточно каче­ственных местных материалов воз­можна укладка основания одним слоем.

Для оснований применяют ще­бень, как фракционированный, так и рядовой, щебеночные и гравийные смеси, шлаки и другие материалы в виде щебня или смесей.

Материалы из карьеров и отвалов любой марки по прочности, удовле­творяющие зерновому составу для оптимальных смесей, обеспечивающие модуль упругости слоя не менее 150 МПа, применяют в нижних слоях основания; для капи­тальных покрытий в верхних слоях должны быть использованы мате­риалы, обработанные вяжущими.

Материал для оснований назна­чают на основе технико-экономиче­ских расчетов и обеспечения задан­ного срока их службы.

Для цементобетонных покрытий основание должно быть жестким, обладать достаточной прочностью, чтобы противостоять неравномерным поднятиям при пучинообразованиях (допустимая величина 2 см). Для других капитальных покры­тий, в особенности для асфальтобе­тонных, верхний слой основания должен быть равномерно и мини­мально деформируемым (4 см) под воздействием нагрузок и природ­ных факторов во избежание образо­вания трещин и разрушения покрытий. Основание назначают из рас­чета, чтобы модуль упругости основания был таким, при котором на­пряжения при изгибе в покрытии и в самом верхнем слое основания не превышали допускаемых с учетом повторности нагрузок. При соблюде­нии этих требований возможно при­менение всех типов оснований.

Порядок работ по строительству основания следующий. Законченное земляное полотно имеет по ширине проезжей части двухскатный попе­речный профиль с поперечными ук­лонами, придаваемыми покрытию.

На следующий год после возве­дения земляного полотна (реже— в тот же год) приступают к строи­тельству дополнительного, слоя ос­нования. В большинстве случаев его строят дренирующим и одновремен­но морозоустойчивым, устанавливая толщину с учетом глубины промерза­ния. После уплотнения дренирую­щего слоя при работе комплектами типа ДС-110 на него укладывают слои дорожной одежды, а потом подсыпают обочины и укрепляют их. При отрядах, состоящих из отдельных машин, укладывают материал для нижнего слоя основания, а затем материал для обочин в расчете на толщину этого слоя основания.

Уплотнение ведут одновременно по всей ширине от бровки до бровки, укатывая нижний слой основания и обочины. При песчаном дренирую­щем слое во избежание его заили­вания присыпают и обочины песча­ным грунтом. Также возводят верх­ний слой основания. По этому ос­нованию возможно немедленное строительство покрытия. При основа­ниях из минеральных материалов, не обработанных вяжущими, на 2—3 недели открывают движение строительного транспорта, чтобы дополнительно его укатать и одно­временно выявить возможные сла­бые или недоуплотненные места.

При доставке и распределении материалов учитывают коэффициен­ты их уплотнения: для сортового щебня—1,25—1,3; щебеночных и гравийных смесей—1,3—1,35; от­вальных шлаков, отходов и побоч­ных продуктов—1,3—1,4 с уточ­нением по результатам пробной укатки и составлением акта.

Толщина основания в плотном состоянии при укладке минерально­го материала на песчаный слой дол­жна быть не менее 15 см, при укладке на твердом каменном слое — не ме­нее 8 см.

При работе бульдозера в течение смены весь материал, требуемый на захватку, вывозят и высыпают куча­ми, разравнивают в сле­дующую смену (на другой захват­ке) бульдозером или путем круго­вых проходов автогрейдеров по дли­не захватки, начиная от краев рос­сыпи. Разворот автогрейдера в конце прохода производят на следующей захватке. Если нежела­тельны развороты на соседней за­хватке, в конце каждой захватки располагают съезд с земляного по­лотна с разворотом автогрейдера на полосе отвода. Желательно применять автогрейдер с бульдозер­ным отвалом, тогда доставку и рас­пределение материала можно произ­водить на одной захватке.

При укладке на песчаный слой во избежание нарушения его ровно­сти и плотности при проезде авто­мобилей-самосвалов минеральный материал вывозят на край уже уло­женного и распределенного мате­риала. Перемещение и разравнива­ние материала по песчаному слою производят бульдозерами путем сдвигания его вперед по ходу работ. При наличии щебнеукладчиков (ти­па ДС-54) минеральный материал, доставленный автомобилями-само­свалами, ссыпают в бункер щебне-укладчика, который распределяет материал полосами шириной 2,5—3 м и немного его уплотняет. Толщину уплотняемого слоя при применении катков с металлическими вальцами назначают не более 18 см, при при­менении пневмоколесных катков— 25 см.

Щебеночные основания по спо­собу заклинки строят с проведением нескольких россыпей сортового щеб­ня различных размеров и уплотне­нием каждой из них. Основания мо­гут быть в один, иногда в два слоя. В верхний слой толщиной 10—15 см укладывают прочный и менее круп­ный щебень, в нижний толщиной 15—25 см — более слабый и круп­ный

Основания из сортового щебня являются прочными и обладают расчетным модулем упругости, не содержат пылевато-глинистых час­тиц и при переувлажнении не теряют устойчивости, не вызывают образо­вания трещин на покрытии.

Щебень распределяют требуемой толщиной слоя с учетом коэффици­ента уплотнения, выравнивают и уплотняют. Первый слой уплотняют, чтобы создать устойчивость щебня в слое. Число проходов катка опре­деляют пробным уплотнением с проверкой плотности слоя. После уплотнения основного слоя произ­водят поверх него вторую россыпь щебня в качестве расклинивающего материала. Если щебень основного слоя был размером 40—70 мм, для расклинки рассыпают щебень разме­ром 20—40 мм, при щебне 70— 120 мм расклинивают щебнем 40— 70 мм. После его уплотнения для заклинки производят третью россыпь щебня размером 10—20 мм.

Для щебня прочных пород при­меняют катки с металлическими вальцами сначала массой 6, затем 10—12 и, наконец, 10—18 т. Если уплотняют пневмоколесными катка­ми, сначала применяют 10—16-тон­ные, затем 16—35 т; для менее проч­ного щебня — катки с металличе­скими вальцами сначала массой 3—5, затем 6—8 т, если же пневмо-колесные катки, то сначала 10, за­тем 10—16-тонные. Для ускорения укатки наиболее целесообразно и эффективно применение виброкатков.

При работе катками с металли­ческими вальцами каждый предыду­щий след перекрывают на 1/3 шири­ны вальца. Скорость движения в пер­вый период и в начале второго 1,5—2 км/ч. В конце второго и в третьем периоде скорость катка до­ходит до наибольшей, с которой он может работать.

Количество проходов катка по одному следу определяют опытным уплотнением.

В сухую жаркую погоду для об­легчения уплотнения щебень по­ливают водой.

Признаками уплотнения первого слоя служит прекращение образова­ния волны перед катком и отсутствие заметной на глаз осадки щебня; при укатке второго и третьего слоев признаками окончания уплотнения служат отсутствие подвижности щеб­ня, прекращение образования вол­ны перед катком, отсутствие следа.

Основания из шебеночных смесей (рядового щебня), получаемых при дроблении без сортировки по раз­мерам, строят по следующей техно­логии.

Щебеночный материал размером от 0 до 70, даже до 120 мм сразу распределяют слоем требуемой тол­щины щебнеукладчикаци или из куч автогрейдерами и бульдозерами. Распределенный слой щебня уплот­няют катками от краев к середине россыпи. Катки назначают такие же, как при укатке щебеночного ос­нования по способу заклинки. При­знаком завершения уплотнения яв­ляется отсутствие следа от прохода заднего вальца тяжелого катка.

Гравийные основания строят од­но- и двухслойными толщиной до 15—30 см из местных гравийных ма­териалов любой прочности с разме­ром зерен от 0 до 120 мм для нижнего и до 40 мм для верхнего слоя.

В смеси нежелательно присут­ствие пылевато-глинистых частиц (размером до 0,075 мм) более 5 %, а в I и II дорожно-климатических зо­нах — более 3 %. Ограничение со­держания пылевато-глинистых частиц необходимо, так как при насы­щении основания водой (например, в весенний период) материал стано­вится пластичным и подвижным, что приводит к образованию волн на покрытии и его разрушению.

Для получения прочных и плот­ных оснований гравийные смеси, добываемые в карьере, должны от­вечать требованиям, предъявляемым к плотным смесям.

Щебеночно-гравийные основа­ния строят в два слоя: нижний тол­щиной до 25 см из гравийного ма­териала, верхний толщиной 8— 10 см из щебня размером до 40 мм. Основания этого типа строят в це­лях экономии щебня и замены его гравийными материалами.

Шлаковые основания строят из шлаков всех видов и крупности. Ос­нования из сортового шлакового щебня, полученного дроблением кис­лых шлаков, строят аналогично щебеночным основаниям по способу заклинки. Основания из отвальных металлургических шлаков всех видов крупностью от 0 до 150 мм строят, как из щебеночных и гравийных сме­сей, слоем толщиной 20—40 см, уп­лотняют тяжелыми катками, сопро­вождая поливкой водой.

Основания из основных доменных шлаков благодаря их вяжущим свойствам можно рассматривать как низкомарочный бетон. Топливные шлаки ввиду пористости и малой прочности пригодны для строитель­ства только дополнительных слоев оснований.

чрунтощебеночные и грунтогравийные основания строят при нали­чии крупного щебня прочных пород. Основания слоем 20—30 см строят из щебня или гравия размером 70— 120 мм с заполнением пустот песча­ным и супесчаным грунтом. Камен­ный каркас из прочных пород не под­дается измельчению и уплотнению, пустоты же в нем заполнены мест­ным материалом — грунтом. Строи­тельство таких оснований целесооб­разно в сухих южных районах; в северных и сырых районах для заполнения пустот применяют чистый песок.

Основания из отходов камнедробления, пустых и вскрышных пород при добыче руд и ценных материалов, отвалов шахт строят различной тол­щины. Рекомендуют отвальные по­роды дробить в камнедробилках и, применять в виде сортового щебня.

Наряду со слабыми вскрышными породами, остатками при добыче бутового камня, отходы могут быть и из твердых прочных пород, пред­ставляющих собой так называемые «хвосты» при добыче железных и других руд или сопутствующие по­роды.

Горелые породы из антрацитовых отвалов или из песчаных пород (Куз­басс) применимы в нижних слоях оснований. В сухую погоду россыпь поливают водой.

Основания из минеральных ма­териалов наиболее пригодны для строительства в зимний период, для продления строительного сезона. При работе в зимнее время земляное по­лотно необходимо очищать от снега перед укладкой на него материала. При сильном снегопаде работы не производят.

При приемке оснований помимо оценки плотности при укатке прове­ряют ровность его по величине про­света под шаблоном и рейкой, кото­рый не должен быть более 15 мм.