книги из ГПНТБ / Сельскохозяйственные аэродромы

Щебень, применяемый для строительства аэродромных покры­ тий, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267—64. Перед на­ чалом работ по устройству щебеночного покрытия основание долж­

но быть полностью спланировано и укатано до плотности не менее 0,98 от стандартного уплотнения.

Для устройства щебеночного покрытия без применения органи­ ческих вяжущих сначала на подготовленное основание автомобиля­ ми-самосвалами завозят крупный щебень, разравнивают его буль­ дозером или автогрейдером по основанию на всю ширину полосы слоем требуемой толщины и укатывают. Рассыпанный и распреде­ ленный щебень не должен оставаться неуплотненным более одних суток. Щебень по основанию можно распределить самоходным рас­ пределителем щебня или асфальтоукладчиком, которые не только распределяют, но и частично уплотняют укладываемый слой.

В процессе укатки щебеночного слоя сначала происходит сбли­ жение отдельных щебенок, а затем уплотнение с заполнением пустот каменной мелочью. Укатку щебеночного покрытия начинают легкими моторными катками массой 5—6 т (прикатка) за 6—10 проходов катка по одному следу, затем — тяжелыми массой 12—15 т

за 15—30 проходов и с поливкой поверхности щебеночного слоя водой. Скорость движения катка не должна превышать 2 км/ч.

Внешними признаками достаточного уплотнения служат отсутствие

подвижности щебенок и следа при проходе катка. Щебенка, брошен­ ная под задний валец катка, должна быть раздавлена. По этим признакам можно прекратить укатку щебня, чтобы не вызвать пе­ рекат, при котором происходит округление фракций и расстройство укатанного слоя.

После укатки слоя из крупного щебня для образования плотной щебеночной корки в верхний слой покрытий вводят клинец в коли­

честве до 1 м3 на 100 м2. Рассыпанный клинец необходимо распре­ делить по поверхности покрытия с внедрением в пустоты механиче­ скими щеткам« и приступить к его укатке. После россыпи и укатки клинца приступают к созданию защитного цементирующего слоя

путем россыпи каменной мелочи или высевок из слабых известко­

моторными катками с поливкой водой за 5—8 проходов по одном/

следу. Примерный расход воды на поливку при уплотнении состав­ ляет 20—50 л на 1 м2 уплотняемой площади. Признаком достаточ­ ной влажности служит влажное состояние нижних граней лежащего сверху щебня.

Для увеличения прочности и устойчивости гравийных и щебеноч­

ных покрытий их обрабатывают органическими вяжущими материа­ лами или дают поверхностную обработку (одиночную или двойную).

C применением органических вяжущих щебеночное покрытие устраивают по способу пропитки. При этом, в зависимости от нали­ чия материалов и назначения покрытия пропитка делается глубокой (6,5—8 см) или облегченной (4—6 см). При глубокой пропитке россыпь щебня производят в 3—4 приема, не считая поверхностной

150

Примечание. Рабочие температуры корректируют в зависимости от времени года и состояния погоды.

обработки, а при облегченной — в 2—3 приема; число розливов би­ тума при глубокой пропитке 2—3, при облегченной—1—2; размер захватки по длине — 200—350 м, по ширине — на всю ширину ВПП.

Для устройства покрытий по способу пропитки применяют ще­ бень изверженных и осадочных пород марок № 1, 2 и 3. При исполь­

зовании доломитового щебня и клинца каменную мелочь (фракции 5—15 мм) и высевки, заполняющие пустоты в верхней части покры­ тия применяют из изверженных или известковых пород. Щебень

должен быть однородным по прочности, чистым и сухим.

Вяжущие материалы нагревают до определенных температур с учетом марки битума (табл. 5.10).

Перед началом строительства щебеночного покрытия, обработан­ ного органическими вяжущими, поверхность основания тщательно очищают от пыли и грязи, после чего на него завозят нужное (рас­ четное) количество щебня для первой россыпи, разравнивая авто­ грейдером или бульдозером. Выравненный слой щебня уплотняют сначала легкими катками (2—6 т), а затем тяжелыми (10—15 т) от краев к середине покрытия с перекрытием каждого следа катка на

10—15 см. По окончании уплотнения первой россыпи щебня произ­ водят первый розлив битума от середины к краям покрытия и сразу же дают вторую россыпь более мелкого щебня в нужном (проект­ ном) количестве при устройстве покрытия из двух фракций. При этом щебня должно быть столько, чтобы им были заполнены все промежутки, но не создавался бы отдельный слой.

При устройстве покрытия из трех фракций после уплотнения второй россыпи щебня, производят следующий розлив битума в

нужном количестве. Немедленно после розлива вяжущего, пока битум еще не остыл, дают третью россыпь щебня (каменной мело­ чи) размерами 3 (5) —15 мм и тут же без задержки ее уплотняют.

Затем производят поверхностную обработку покрытия. Россыпь

клинца или каменной мелочи обеспечивают навесным распредели­

телем с последующим их разметанием. Битум, подогретый до необ­ ходимой температуры, разливают автогудронатором.

151

Примечание. В таблице приведены ориентировочные нормы расхода материалов:

меньшие — при толщине покрытия 6,5 см, большие—8 см. В скобках даны допустимые раз­ меры щебня.

152

IuI ШИ Y И ИГ Ж H J л ¿и

Последовательность технологических операции по устройству щебеночных покрытий с пропиткой вяжущими материалами и нор­ мы расхода материалов для глубокой пропитки приведены в табл. 5.11. Примерная технологическая схема устройства щебеночного по­ крытия, обработанного органическими вяжущими способом пропит­ ки, приведена на рис. 5.4, а потребность в рабочей силе и механиз­ мах при использовании четырех фракций щебня — в табл. 5.12.

Приемку такого покрытия производят через 12—20 дней после завершения всех работ. Оценивают качество путем внешнего осмот­ ра и проверкой в натуре плотности, толщины и ровности покрытия, соответствия выполненных линейных размеров и уклонов про­

ектным.

Во многих районах нашей страны есть в отвалах большие запасы металлургических шлаков, которые могут быть успешно применены

на строительстве аэродромов сельхозавиации как местный мате­ риал. Металлургические шлаки по способу их получения делятся на

доменные, мартеновские, сталеплавильные, медеплавильные, вагра­ ночные и др. В наибольшем количестве имеются доменные шлаки.

Доменные шлаки — это неметаллические продукты, получаемые

при выплавке чугуна в результате сложного взаимодействия частей доменной шихты: железной руды, топлива и плавней (флюсов). Основными компонентами, составляющими доменные шлаки, слу­ жат известь (CaO), магнезий (MgO), кремнезем (SiO2) и глинозем (Al2O3). Свойства шлаков в значительной мере определяются содер­ жанием этих окислов. В зависимости от качества окислов шлаки различают основные и кислые.

К основным относятся шлаки, у которых модуль (M), т. е. отно­

шение суммы (по массе) содержания извести и магнезии к сумме

кремнезема и глинозема, больше единицы —

M= ca0+Λgθ-> 1,0.

SiO2 + Al2O3

В группу кислых входят те шлаки, у которых M<1,O.

Для устройства аэродромных покрытий используют как кислые,

так и основные шлаки, применяя для этой цели рассортированный по фракциям шлаковый щебень, уложенный с соблюдением требова­ ний подбора фракций и принципа заклинки.

153

154

Продолжение табл. 5.12

Примечания. 1. Потребность в рабочей силе, автотранспорте на подвозку материалов

2-го разряда.

4. При наличии навесных распределителей каменной мелочи операции V, VIII и XI вы­ полняют ими.

Шлаковый доменный щебень, используемый для аэродромных покрытий и оснований, должен удовлетворять требованиям ГОСТ

3344—63. Для предупреждения опасности распада шлака в аэро­

дромном покрытии нужно разрабатывать старые отвалы, в которых процессы распада шлака уже закончились (шлаки должны проле­

жать в отвалах не менее двух лет).

В отличие от щебеночных покрытий, прочность которых обеспе­ чивается в основном за счет взаимной заклинки отдельных щебенок, в шлаковом покрытии связь кусков шлака между собой обеспечи­ вается еще и за счет цементации, происходящей в результате взаи­ модействия активной поверхности щебенок шлака и содержащейся в нем муки (продукта распада шлака) с водой [9].

Мартеновские шлаки по запасам в отвалах занимают после до­ менных второе место. Они, как и доменные, делятся на основные и

кислые. Кислые шлаки более прочны, чем основные. Особенность мартеновских шлаков—’Трудность их разработки без предваритель­

ного дробления; в отвалах они находятся в виде больших отдель­ ных кусков объемом ДО 3 M3 и более.

Шлаки могут быть использованы для устройства покрытий как обработанных, так и необработанных органическими вяжущими. Шлаковые покрытия без обработки вяжущими материалами недол­ говечны и сильно пылят. Обработка органическими вяжущими или

устройство защитного слоя значительно повышает устойчивость и долговечность таких покрытий.

Особенно целесообразны шлаки для устройства оснований или

покрытий в районах, где отсутствуют естественные каменные ма-

155

териалы, а имеются отвалы шлаков и доставка их к объекту не свя­

зана с большими транспортными расходами.

Строительство покрытий из шлакового щебня аналогично строи­ тельству щебеночных покрытий из каменных пород.

При строительстве гравийных, щебеночных и шлаковых покры­ тий обычно применяют следующий комплект машин:

нием всех технологических операций по укреплению грунта. Грунты, укрепленные неорганическими вяжущими, применяют

для устройства покрытий преимущественно во II—III дорожно-кли­ матических зонах. В качестве вяжущих используют в основном це­ мент и известь.

Цементогрунт — экономически выгодный местный материал.

Привозится на строительство только цемент, расход которого состав­ ляет не более 15% от массы обрабатываемого грунта. Цементо­ грунтовые покрытия в 2,5—3 раза дешевле покрытий из каменных материалов, но уступают им по долговечности. Цемент, внесенный

в грунт, оказывает на него двоякое действие. Во-первых происходит цементация грунтовых частиц, что придает грунту необходимую связность и прочность и, во-вторых, цемент, воздействуя на грунт как химическая добавка, коренным образом улучшает его физико­

механические свойства.

156

Пригодность грунтов для укрепления их вяжущими материала­ ми, а также составы смесей устанавливают в соответствии с требо­ ваниями Указаний по применению в дорожном аэродромном строи­ тельстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами (CH 25-73).

Для укрепления портландцементом пригодны круппообломочные

имелкообломочные грунты, щебенисто-песчаные и гравийно-песча­

ные смеси, пески, супеси и легкие суглинки, близкие к оптимально­ му составу, а также суглинки и глины с числом пластичности до 17. Глины с числом пластичности от 17 до 27 укрепляют комплексными методами с введением добавок извести, поверхностно-активных ве­ ществ и различных солей. Для укрепления грунтов на аэродромах применяют портландцементы марки, как правило, М-400 и выше, которые должны удовлетворять соответствующим требованиям по ГОСТ 10178-62 «Портландцемент, шлакопортландцемент, пуццола­ новый портландцемент и их разновидность».

Для получения высокопрочного, трещиностойкого и износостой­

кого материала для укрепления грунтов иногда применяют два вида вяжущих, например, цемент и битумную эмульсию. При проектиро­ вании составов смесей, помимо назначения оптимальной дозировки цемента, устанавливают также необходимость и целесообразность введения добавок различных химических веществ, а также грану­ лометрических добавок, которые должны обеспечить надежную длительную прочность и водоустойчивость конструктивных элемен­ тов покрытий с учетом величины нагрузок, интенсивности движения

иприродных условий.

Прочность цементогрунтовых образцов, приготовлених в лабо­ ратории, после твердения во влажных условиях, а также другие физико-механические свойства их должны удовлетворять нормиру­ емым требованиям (табл. 5.13).

Для устройства аэродромных покрытий применяют цементогрунт, удовлетворяющий, как правило, требованиям I класса проч­ ности. Необходимую оптимальную дозировку цемента, обеспечиваю­ щую получение цементогрунта с требуемыми физико-механически­ ми свойствами, устанавливают в лабораториях при подборе составов смесей. Однако для предварительных подсчетов потребного коли­

чества цемента для укрепления грунтов, а также при составлении

проектных заданий на строительство аэродромов можно принять ориентировочные нормы расхода (табл. 5.14).

При укреплении грунта: цемент или комплексные добавки вво­ дят в количестве, предусмотренном проектом с равномерным рас­

пределением и перемешиванием вяжущего материала с грунтом на заданную толщину слоя; в период уплотнения и последующего твердения обеспечивают оптимальную влажность смеси в среднем равную 0,6—0,7 от влажности, соответствующей границе текучести

грунта; готовую смесь уплотняют до требуемой максимальной плот­ ности со строгим соблюдением сроков окончания уплотнения и при­ дают укрепленному грунту заданный проектом поперечный и про­ дольный профиль. Грунт с цементом перемешивают при температу­ ре воздуха не ниже +5° С.

157

Крупнообломочные нецементированные грунты, а

Примечание. В числителе показан перерасход в процентах по массе смеси, а в зна­ менателе — в килограммах на 1 м3.

158

Рис. 5.5. Последовательные технологические операции по устройству покрытия (или основания) из грунта, укрепленного минеральными порошкообразными ма­ териалами, органическими жидкими вяжущими и добавками других химических веществ при помощи дорожной фрезы Д-530 на тракторе С-100:

розлив жидкого битума

При выполнении работ надо учитывать сроки схватывания смеси и обязательно уплотнять ее до начала схватывания; при этом нель­ зя допускать подсыхания или переувлажнения смеси во время ра­ боты. Приготовление, укладка и уплотнение смеси должны быть выполнены в течение одного рабочего дня. Начатый цикл операций после внесения цемента в увлажненный грунт нельзя приостанавли­ вать, так как это ведет к порче цемента в смеси, а следовательно, к непроизводительным расходам и задержке работ. Длину участка, намечаемого к обработке в течение одной смены (сменная захват­ ка), назначают исходя из реальных производственных возможно­

стей с учетом имеющегося оборудования и машин, вида вяжущих, грунтовых и погодных условий. В среднем длину сменной захватки

принимают 150—200 м, а ширину — 8 м.

В зависимости от свойств обрабатываемых грунтов и применяе­ мых вяжущих, а также с учетом конструкции аэродромного покры­ тия, обрабатывают грунт и приготавливают смесь смешением в стационарной или полустационарной установках в карьере или же смешением на месте с помощью как однопроходных грунтосмеси­ тельных машин типа Д-391, так и многопроходных грунтосмеситель­ ных машин типа дорожных фрез Д-530. На аэродромах сельскохо­ зяйственной авиации ввиду малого объема работ, целесообразно применить метод смешения на месте с использованием в качестве ведущей машины дорожную фрезу Д-530. Для этих же целей при отсутствии дорожной фрезы могут быть использованы дисковые бо­ роны и автогрейдеры.

Последовательность технологических операций при устройстве

покрытий (оснований) из цементогрунта способом смешения на ме­ сте показана на рис. 5.5, а потребность в рабочей силе и механизмах на устройство покрытий толщиной 20 см при использовании в каче­ стве ведущей машины дорожной фрезы Д-530, приведена в табл.

5.15. Качество покрытия существенно зависит от правильного вы­

полнения всех рабочих операций, которые должны проходить не­ прерывно с соблюдением технологической последовательности.

159