книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

дий можно добиться минимальной пористости и максимальной плотно­ сти грунта. Практика строительства дает основание считать, что в засуш­ ливых районах оптимальные смеси должны содержать больше глини­ стых частиц (8— 14% ); в районах избыточного увлажнения глинистых частиц в оптимальной смеси должно быть меньше 3— 10%.

Грунтовые, укрепленные местны­ ми скелетными материалами (грави­ ем, щебнем), позволяют сократить срок распутицы на дороге. Для это­ го по спрофилированному земляному полотну рассыпают улучшающий ма­ териал, который заранее вывозят на обочину. По мере погружения щебня (гравия) в грунт добавляют новые его порции. По другому способу в земляном полотне отрывают корыто или подсыпают обочины. В хорошо уплотненное корыто рассыпают рас­ четное количество щебня, который засыпают грунтом, взятым из коры­ та или доставленным со стороны.

Затем грунт и щебень тщательно перемешивают прицепным грей­ дером или автогрейдером и уплотняют катками. По третьему спо­

271

Можно применять шлак обычно без добавок грунта. Шлак раз­ мером 20—25 см рассыпают слоем 5 см, пропускают трактор для дробления, поливая водой. Затем пустоты заполняют шлаком мень­ ших размеров и уплотняют. После этого поверхность засыпают пес­ ком, который в течение нескольких дней увлажняют. Грунтовые дороги можно улучшить такими местными материалами, как торф, отходы сахарной промышленности и др.

§ 50. МЕХАНИЗАЦИЯ ПОСТРОЙКИ ПОКРЫТИЙ ПЕРЕХОДНОГО ТИПА

Покрытия переходного типа строят на дорогах IV и V техниче­ ских категорий. При интенсивности движения 250—300 авт./сутки это щебеночные, гравийные и шлаковые покрытия (основания); при 1000 авт./сутки — грунтовые и из местных слабых каменных мате­ риалов, обработанных органическими вяжущими, мостовые из бу­ лыжного или колотого камня.

Щебеночные, гравийные, шлаковые покрытия сложны, трудоемки в постройке и недолговечны, обладают низким сопротивлением изно­ су, плохой связностью во влажный период, пылят в сухую погоду, сложна организация их ремонта. Эти материалы целесообразны для устройства несущего слоя под покрытие с применением органиче­ ских вяжущих. Более дешевым является гравий, доменные и топоч­ ные шлаки. Без обработки они пригодны для устройств основания, а при стадийном строительстве на первых этапах их можно исполь­ зовать какпокрытия, но обязательно с одиночной или двойной по­ верхностной обработкой. При устройстве щебеночных, гравийных и шлаковых оснований и покрытий обочины отсыпают из устойчивых грунтов на всю ширину. Не допускают россыпи и уплотнения мате­ риалов без создания надежного бокового упора.

272

ческими щетками; окончательное уплотнение с поливкой водой. Коэффициент уплотнения щебня принимают равным 1,25— 1,30 при максимальной толщине слоя в плотном состоянии не более 18 см. Уплотнение каждого слоя щебня происходит за три периода. В пер­ вый период осуществляется обжимка и обеспечение устойчивого положения щебня в слое, скорость уплотнения 1,5—2,0 км/ч, в кон­ ц е — наивысшая для данного катка. По одному следу делают тришесть проходов катка с перекрытием следа. Если после этого при проходе 5-тонного катка не происходит заметной на глаз осадки щебня, обжимка закончена. Норма россыпи щебня для расклини­ вания— 2 м3 на 100 м2 поверхности; если используется щебень сла­ бых пород крупнее 70 мм, прибегают к поливке. Во второй период обеспечивается жесткость слоя за счет взаимозаклинивания щебня. Катком проходят 10—35 раз по одному следу в начале со скоростью 1,5—2,0 км/ч, в конце — с наивысшей скоростью для данного кат­ ка. Норма розлива воды— 15—25 л на 1 м2 поверхности. В третий период образуется плотная кора благодаря расклиниванию мягким щебнем. Норма щебня для этой цели— 1,5 м3 на 100 м2 при норме розлива воды 10— 12 л/м2. Количество проходов катка— 10— 15 по одному следу. Уплотнение контролируют по отсутствию подвиж­ ности щебня, прекращению волн перед катком, устойчивой работе двигателя при максимальной скорости уплотнения. Щебень, поло­ женный на поверхность, не раздавливается вальцом катка. Визу­ альный контроль недостаточно точен и нередко субъективен. Име­ ются предложения по совершенствованию контроля, например применение прибора Я. А. Калужского [9.2].

Нижний слой щебеночных оснований уплотняют за два первых периода.

273

Массу катка (если допускает его конструкция) в каждый период меняют в зависимости от качества щебня или применяют катки другой массы. Уплотнение самоходными катками с металлическими вальцами начинают от обочин и приближаются к оси дороги. Каж­ дый последующий след перекрывает предыдущий на ‘/з ширины вальца. Для механизированного распределения щебня промышлен­ ность выпускает несколько типоразмеров укладчиков каменных ма­ териалов:

1) ДС-54 (Д -724)— самоходный на гусеничном ходу, ДЭ 37А (50 л. с.). Выработка с рабочими органами щебнеукладчика равна 130 т/ч при ширине укладки 3,7 м и толщине 17 см;

2) универсальный укладчик со сменными рабочими органами, которые позволяют укладывать асфальтобетонные смеси, грунт ук­ репленный цементом и битумом. При укладке асфальтобетона выра­

4,5 м3. Выработка при укладке укрепленного грунта достигает 80 м/ч

4) самоходный на пневмоколесном ходу распределитель камен­ ной мелочи Д-708А. Выработка при распределении каменной мело­ чи— до 75 м3/ч. Ширина полосы укладки-— от 0,25— 3,75 м. Норма укладки м3/100 м2— 1,0— 1,6. Сменный рабочий орган используется в качестве пескоразбрасывателя в зимний период. Выработка песко­ разбрасывателя 60 тыс. м2/ч. Ширина посыпки — 7—8 м. Емкость бункера — 4—5 м3. Скорость передвижения при распределении ка­ менной мелочи — 2,82— 6,3 км/ч, при работе с пескоразбрасывателем 14,2—21 км/ч, транспортная 9,46—30 км/ч. Мощность двигателя —

50 л. с.

План потока по устройству двухслойного основания и размеще­

состава, перемешивая его на дороге автогрейдерами. Доставленную из карьера оптимальную смесь автомобили-самосвалы подают в бункер самоходного укладчика. Материал недостаточной влажности поливают по норме 6— 12 л на 1 м2. Для уплотнения используют самоходные катки на пневматических шинах, а при их отсутствии самоходные катки с металлическими вальцами. Вначале пускают катки 4—6 т, затем тяжелые, 8— 10 т. При применении катков на пневматических шинах наименьшая толщина слоя в плотном со­ стоянии не должна превышать 25 см, для катков с металлическими вальцами — 15— 18 см. Технология работ аналогична устройству щебеночных оснований и покрытий.

275

Ш л а к о в ы е о с н о в а н и я и п о к р ы т и я . Для их устрой­ ства рекомендуются активные доменные шлаки. В верхнем слое используют шлак размером 40—70 мм. Пустоты в верхнем слое основания заполняют шлаком максимальным размером 20 мм при норме расхода 2,0—2,5 м3 на 100 м2 основания, нижние и средние слои — шлаком фракций 100 мм. Толщина нижнего и среднего слоев в плотном состоянии— 15 см, верхнего— 10 см. Коэффициент уплот­ нения шлака 1,4— 1,5 определяют опытным путем.

Из автомобилей-самосвалов шлак выгружают в вал вдоль оси проезжей части или по ее краям и распределяют автогрейдером. При работе бульдозером окончательное профилирование должно быть обязательно выполнено автогрейдером. До распределения шлак поливают водой по норме 20—25 л на 1 м3 рыхлого шлака. Вначале уплотняют легким катком 5—6 т, после трех-четырех про­ ходов образовавшиеся бугры срезают автогрейдером. Тяжелый каток 10— 12/15 т сменяет легкий, производя 10— 15 проходов по одному следу. Одновременно с уплотнением разливают воду по норме 3—4 л на 1 м3. Уплотнение начинают с обочин и постепенно приближаются к середине дороги, перекрывая последующие следы на '/з ширины вальца. Верхний слой расклинцовывают шлаком мельче 20 мм, распределяя его навесным распределителем и разме­ тая механической щеткой. Для уплотнения можно использовать виброкатки. Правила уплотнения те же, что и щебеночных основа­ ний и покрытий. Гранулированный шлак иногда плохо уплотняется катками ввиду малого коэффициента трения и сцепления. В этом случае к нему добавляют мелкозернистые добавки, в том числе связ­ ные грунты, которые обеспечивают связность слоя и возможность его уплотнения. Уплотнение контролируют по отсутствию на основании пустот, следов от тяжелого катка, установившемуся режиму двига­ теля при максимальной скорости движения и равномерной подаче топлива.

В период формирования основания или покрытия ежедневно по­ ливают водой по норме 2—2,5 л/м2. Шлаковое основание не полива­ ют, если на нем сразу устраивают покрытие из обработанных биту­ мом материалов. Перед укладкой асфальтобетонной смеси шлаковое основание обрабатывают жидким битумом или дегтем по норме 0,7—0,8 кг/м2. Если применяют малоактивные доменные шлаки или шлаки сталелитейной и цветной металлургии, основания и покры­ тия устраивают аналогично щебеночным основаниям и покры­

должно быть построено до наступления отрицательных температур. Также до наступления отрицательных температур должен быть соз­ дан постоянный и временный водоотвод для полного удаления воды во время весеннего оттаивания, подготовлены въезды (съезды) на полотно через каждые 150—200 м шириной не менее 3,5 м. Движе­ ние автомобилей по земляному полотну до наступления устойчивых отрицательных температур не допускают. На обочинах устраивают.

276

валики из дренирующего материала шириной 0,5 м, чтобы создать упор при разравнивании и уплотнении. Завезенный материал рас­ пределяют самоходными укладчиками только на очищенную от сне­ га и льда поверхность и немедленно уплотняют (до смерзания) кат­ ками с металлическими вальцами или лучше виброуплотнителями. Толщина уплотняемого щебня (гравия) — не более 14 см в плотном теле. При уплотнении воду не разливают.

Для устройства шлаковых оснований применяют шлак с части­ цами мельче 70 мм. Верхний слой устраивают на 2/з проектной тол­ щины, достраивая его после полного оттаивания. За основаниями, построенными в зимних условиях, ведут тщательный уход. Во время зимних оттепелей, а также перед весенним оттаиванием основания очищают от снега, льда и удаляют воду.

Г р у н т о в ы е п о к р ыт и я , о б р а б о т а н н ы е о р г а н и ч е ­ с к и м и в я ж у щ и м и . Грунты песчаные и супесчаные с числом пластичности меньше 3 можно обрабатывать битумными эмульсия­ ми, битумами класса МГ, дегтями, но нельзя их укреплять жидким битумом класса СГ. Грунты оптимального гранулометрического со­ става с числом пластичности, равным 3— 12, можно укреплять всеми видами органических вяжущих. Тяжелые суглинки, суглинистые пылеватые грунты укрепляют жидкими битумами класса СГ и МГ, эмульсиями при введении гранулометрических или агрегатирующих добавок. Не следует укреплять органическим вяжущим глинистые с числом пластичности более 17, засоленные грунты, солончаки и со­ лонцы, содержащие более 1 % водорастворимых солей. Особо ре­ комендуются для укрепления органическими вяжущими грунты кар­ бонатные и гумусированные; в качестве вяжущего используют жид­ кие битумы, медленно распадающиеся битумные эмульсии и дегти.

Для механизации работ по смешению используют комплект машин. Ведущими могут быть навесные фрезы и самоходные грун­ тосмесительные машины. Фрезы относят к многопроходным маши­ нам в отличие от самоходных грунтосмесителей, которые перемеши­ вают за один проход. Фрезы целесообразны при небольшом объеме работ и значительной разбросанности объектов; они легко переба­ зируются с одного объекта на другой своим ходом. Наиболее эф­ фективен отряд машин с двумя или тремя дорожными фрезами, так как при этом максимально загружены комплектующие машины, которые подвозят вяжущее и отделывают укрепленный слой грунта. Для обработки фрезами слишком плотных грунтов необходимо предварительное рыхление (киркование) кирковщиком на автогрей­ дере. Технологический процесс включает подготовку земляного по­ лотна и грунтового основания, рыхление грунта, размельчение и иногда введение гранулометрических добавок, увлажнение и пере­ мешивание, введение вяжущего и перемешивание его с грунтом, уплотнение укрепленного грунта и обеспечение формирования его структуры. Качество готовой смеси в большой мере зависит от измельчения грунта. Его нужно обрабатывать, отрезая от массива весьма тонкую стружку, так как частиц крупнее 5 мм должно быть не более 15% по массе. Лопатками фрезы отрезают от массива

277

Рис. 9.5. Схема потока по устройству основания с использованием фрез:

стружку серповидой формы, толщина которой изменяется от макси­ мального значения на поверхности обрабатываемой полосы до нуля на дне борозды. При укреплении грунта битумом с помощью фрезы работы выполняют на всей ширине основания.

Вяжущее распределяют в зависимости от конструкции фрезы путем розлива автогудронаторами или через распределительное устройство самой фрезы. Эффективно перемешивание с вяжущим, когда температура воздуха в пределах от + 1 5 до +20° С. Укрепле­ ние производят при влажности грунта основания, не превышающей оптимальную, так как на переувлажненное основание нельзя укла­ дывать укрепленный грунт. После разравнивания его уплотняют катками легкими или средними (7—9 т) прицепными и на пневма­ тических шинах. Последние проходы делают самоходным катком с гладкими вальцами. Окончательное уплотнение происходит под ко­ лесами автомобилей за две-три недели. Чтобы защитить слой из укрепленного грунта от высыхания, после уплотнения разливают 1—2 кг жидкого битума марки СГ-15/25 на 1 м2 поверхности. На рис. 9.5 приведена схема потока по устройству грунтового основа­ ния (покрытия), укрепленного эмульсией с добавкой цемента и из­ вести, с использованием фрезы в качестве ведущей машины.

При укреплении грунта битумными эмульсиями нужно иметь в виду, что не следует применять мелкие пески с числом пластичности менее 3 и глинистые с числом пластичности более 22. В глинистые грунты с числом пластичности более 22 обязательно вводят грану­ лометрические добавки. Хорошие результаты дает укрепление кар­ бонатных и гумусированных грунтов.

О с о б е н н о с т и у к р е п л е н и я с м о л а м и . При использо­ вании фурфуроланилиновой смолы ее добавляют в размере 2—8% по массе (весу). Она пригодна для укрепления связных грунтов. На размельченный грунт разливают анилин, затем вносят фурфу­ рол, перемешивают и уплотняют.

278

В)

ж

ЕГ

Рис. 9.6. Схема движения самоходной грунтосмесительной машины на захватке

О с о б е н н о с т и и с п о л ь з о в а н и я с а м о х о д н ы х г р у н ­ т о с м е с и т е л ь н ы х м а ши н т и п а Д - 3.91 Б д л я у к р е п ­

измельчающий ротор 2 и два ротора 3 мешалки принудительного действия (рис. 9.5, а ). Ходовая часть машины выполнена на пневма­ тических колесах, передняя ведущая ось опирается на два колеса, а задняя упра>вляемая состоит из шести колес и представляет собой каток для предварительного уплотнения грунта. Система распреде­ ления жидких вяжущих состоит из загрузочного и дозировочного насосов, расходного бака, распределительной трубы с соплами и трубопроводов с кранами и гибкими шлангами. Рабочие органы поднимаются и опускаются двумя гидроцилиндрами с помощью си­ стемы рычагов и тяг. Система распределения сыпучих вяжущих материалов расположена в передней части рамы рабочих органов и

279

состоит из подводящего шланга, бункера с указателями уровня, рукавных фильтров и ячейкового дозатора, который приводится в действие боковым редуктором смесителя через червячно-цилиндри­ ческий редуктор и цепную передачу со сменными звездочками. Это позволяет регулировать количество подаваемого порошкообразного вяжущего.

Возможные схемы работы указаны на рис. 9.6, б и в . Обрабаты­ ваются последовательно полосы /, II, III. При работе с органиче­ скими вяжущими битумовоз или цистерну устанавливают впереди грунтосмесительной машины. В зависимости от конструкции маши­ ны, доставляющей вяжущее, грунтосмеситель толкает ее брусом или штангой. Цистерну рекомендуется толкать только во время за­ правки расходного бака жидким вяжущим. После заправки автоци­ стерна может отъехать вперед и остановиться там, где предпола­ гается следующая заправка. Схему с разворотами применяют, когда сделаны удобные съезды с земляного полотна для разворота машины. Сначала обрабатывают по ходу полосу, после разворота в конце участка грунтосмеситель движется по полосе III и третий про­ ход совершает по средней полосе II после разворота в начале участка. Комплектующие машины располагаются и движутся в та­ ком же порядке, как и по схеме с реверсированием. Скорости движе­ ния грунтосмесителя, рабочих органов и дозаторов устанавливают в соответствии с видом обрабатываемого грунта.

Стремление шире использовать местные грунты в основании и покрытии заставляет искать новые пути, в частности применять в качестве основания сухие глинистые или илистые грунты, разделен­ ные по слоям тонкой пластмассовой пленкой. Для этого расчищает­ ся и выравнивается основание, глинистый грунт обваловывают на обочине. По подготовленной поверхности растилают пленку толщи­ ной 0,25—0,15 мм; по ней распределяют и уплотняют ранее обвало­ ванный грунт. После этого разливают битум, рассыпают слой песка и опять разливают битум. Затем посыпают песком и уплотняют. Общая толщина слоя достигает 30—35 см.

У к р е п л е н и е г р у н т а цементом. Укрепленные грунты при­ годны для устройства покрытий переходного типа с слоем износа из прочных каменных материалов на дорогах IV и V категорий, а так­ же для оснований под усовершенствованные капитальные или облег­ ченные покрытия на дорогах I— III категорий. Лучшим вяжущим считается алитовый портландцемент высоких марок. Пуццолановые и шлаковые портландцементы не следует применять для укрепле­ ния грунтов.

Грунт с цементом перемешивают фрезами, грунтосмесительны­ ми машинами и в установке Д-709. На предварительно приготовлен­ ном и спрофилированном до рабочих отметок земляном полотне грунт размельчают и перемешивают на заданную глубину. Если основание толще 20 см, его предварительно разрыхляют, затем за­ данное количество воды и вяжущего подают на грунт, перемешива­ ют еуо с водой и вяжущим до получения однородной смеси. Готовую смесь распределяют на заданную толщину по ширине захвата грун­

280