книги из ГПНТБ / Обеспыливание автомобильных дорог и аэродромов

ется простотой технологии работ и может полностью осущест­ вляться на основе имеющихся средств механизации.

Исследование способов повышения эффективности укрепления грунтов фурфурол-анилиновой смолой методом смешения *. В на­ стоящее время укрепление грунтов ФАС рекомендуется произво­ дить путем последовательного внесения в грунт анилина и фур­ фурола при использовании в качестве отвердителя соляной кис­ лоты и ее солей.

Ори выполнении опытных работ были поставлены задачи: още-

гнить эффективность технологии, при которой первым в грунт вно­ сится фурфурол (сравнительно малотоксичный реагент), а затем анилин; изыскать новые эффективные отвердители и установить особенности смолообразования при видоизмененной технологии работ.

Для лаібораторных исследований применялись грунты, прин­ ципиально отличные по своему зерновому и минералогическому составу: тонкодисперсные полиминеральные суглинки, мономине­ ральный глуховецкий каолин, песок ледникового происхождения и чистый кварцевый песок.

іПолиминеральные грунты естественного состава использова­ лись для определения физико-механических свойств укрепленных

1 В исследованиях принимали участие А. И. Клименко и А. А. Колобов.

ПО

112

стыо минералов. Как известно, молекулы фурфурола обладают большими дипольными моментами (3,6-10~18 эл/ст. ед) по сравне­ нию с молекулами анилина (1,55-ІО-18 эл/ст. ед), поэтому они могут и более прочно связываться с поверхностью грунтовых частиц.

Проведенные исследования нельзя считать законченными, по­ скольку повышение прочности укрепленных грунтов ФАС при вне­ сении фурфурола первым наблюдается лишь у определенной груп­ пы грунтов. В ряде случаев порядок внесения реагентов не ока­ зывает влияния на эффект укрепления. При контрольных испыта­ ниях на целом ряде грунтов более высокий эффект был получен при внесении первым в грунт анилина. Поэтому при производстве строительных работ непосредственной обработке грунтов ФАС должны предшествовать предварительные испытания грунтов с целью определения наилучшего порядка внесения реагентов.

Исследование способов укрепления и обеспыливания грунтов фурфурол-анилиновой смолой методом пропитки. При производ­ стве лабораторных работ определялись сравнительные показатели прочности грунтов, укрепленных ФАС, на истирание. Для сравне­ ния одновременно оценивалась износоустойчивость образцов из грунтов, укрепленных цементом, хлористым кальцием и обеспы­ ливающей эмульсией.

При лабораторных работах образцы изготовляли методом сме­ шения, поскольку ставилась задача оценить качества укреплен­ ных грунтов в верхнем слое покрытия.

Испытанию подвергали образцы d=h —5 см из пылеватого тя­ желого суглинка, обработанного цементом в количестве 12% от веса грунта, ФАС, CaCU, обеспыливающей эмульсией при их ко­ личестве 3%. За меру истираемости (%) принималось отношение потери в весе образцов в воздушносухом состоянии после 720 обо­ ротов круга Боме к их первоначальному весу.

Чз данных табл. 30 видно, что сопротивление -истиранию грун­ тов, обработанных ФАС, примерно одинаково с прочностью грун- то-цемента и в 3 раза больше прочности грунтов, обработанных гигроскопическими солями.

Обеспыливающая способность ФАС в реальных условиях оце­ нивалась на опытной грунтовой дороге, на которой было устрое­ но пять опытных участков длиной по 40 м. Поверхность грунта обрабатывали методом последовательной пропитки фурфуролом

Цй%

w

Рис. 33. Изменение влажности верхнего слоя грунта на опытных участках дороги во времени:

центными растворами гигроскопических солей: МКС**, НКМ* и обеспыливающей эмульсии'при норме 0,75 кг/м2 сухого продукта.

Перед обеспыливанием грунтовую дорогу (из мелкой супеси) тщательно планировали автогрейдером и уплотняли до плотности 0,95 от стандартной. Химические материалы разливали при по­ мощи поливо-моечной машины КПМ-2. Кинетика изменения влаж­ ности грунта в зависимости от погодных условий во время экс­ плуатации показана на рис. 38.

Результаты опытов показывают, что наилучшей влагоудержи­ вающей способностью обладает грунт, обработанный обеспыли­ вающей эмульсией. Влажность его в течение 44 дней сохранялась в пределах 50% от оптимальной (Й7ОПТ=10) и была в 1,5 раза выше максимальной гигроскопической. Влажность грунта, обра­ ботанного ФАС вследствие гидрофобное™, была в пределах мак­ симальной гигроскопической и не увеличилась в период выпаде­ ния осадков.

Испытание опытных участков проводилось через 44 суток пос­ ле обеспыливания грунта путем определения концентрации пыли, образуемой при проезде автомобилей (ЯАЗ-210г с прицепами). При испытаниях использовали аспирационные приборы ЭА-12 и фильтры АФА-В-18. Держатели с фильтрами устанавливали на высоте 1 и 2 ж от поверхности дороги с наветренной боковой сто­ роны на расстоянии 1 м от испытуемого участка. В момент дости­ жения пылевым облаком фильтров включался аспиратор. Запы-

*НКМ •— нитрат кальция мочевины, комплексная соль белого цвета, хорошо растворимая в воде.

**МКС — кристаллогидрат НКМ.

1114

ленный воздух отбирали со скоростью 3 л/мин до тех пор, пока существовало пылевое облако.

Результаты испытаний (табл. 31) свидетельствуют о высокой и длительной обеспыливающей способности ФАС. Так, концентра­ ция пыли в воздухе после прохода машин была в этом случае в 1,5—7 раз меньше концентрации пыли, имевшейся на участках с грунтом, обработанным гигроскопическими солями.

где отсутствовало движение гусеничных машин покрытие почти полностью сохранилось.

На основании проведенных работ можно сделать предвари­ тельные выводы о том, что поверхностный слой грунта, обрабо­ танный ФАС при норме 1,5 л/м12, обладает достаточно высокой из­ носостойкостью. Этот слой имеет прочное сцепление с остальным грунтом и от него не отслаивается.

Все производственные процессы по пропитке грунта ФАС мо­ гут быть полностью механизированы. Они отличаются простотой II малой трудоемкостью. Розлив составляющих необходимо про­ изводить лишь после /тщательного уплотнения и выравнивания поверхностного слоя грунта.

§ 17. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Синтетические смолы промышленного производства, а также получаемые на месте работ непосредственно из мономеров можно применять для обработки дорог и аэродромов с грунтовыми и не­ усовершенствованными покрытиями. Обеспыливающий эффект достигается при этом за счет образования высокопрочного и изно­ соустойчивого защитного слоя или верхнего слоя покрытия.'

Для обеспыливания могут использоваться карбамидные, фур- фурол-анилиновые, резорциновые, полиэфирные и другие смолы холодного отверждения, а также их модификации, применяемые для укрепления грунтов. Для обеспечения требуемой износоустой­ чивости верхних конструктивных или защитных слоев дорожных и аэродромных покрытий расход реагентов по сравнению с сущест­ вующими рекомендациями по укреплению грунтов увеличивается в 2—6 раз

1 При расчете в процентах от веса обрабатываемого материала.

П р и м е ч а н и я . 1. Для всех смол в качестве катализатора и отвердителя используется Fe2 (S0 4)3 в количестве 1% от веса обрабатываемого материала.

2.Расчет произведен без учета воды в формалине. С учетом влаги в фор­ малине указанные величины надо увеличить в ,2,5 раза.

3.Количество тиомочевины берется 45% от веса мочевины.

116

И. А. Романова, А. А. Коротковой [79], Т. И. Фазилова, В. М. Палагишвили, В. П. Корецкого, Т. А. Гогнчашвили, Д. С. Полумордяинова [90, 92, 91], X. М. Янни, И. И. Черкасова и Д. А. Пуляевбской [96, 103] и др

В настоящее время при анализе процесса ветровой эрозии несвязного песка [31] выделяются четыре характерные скорости ветра:

т'ні — скорость, при которой начинается разгон частиц; Ок2— скорость, при которой заканчивается разгон и начинается

полет;

.. і»кз — скорость, при которой полет заканчивается и начинается тормозной путь;

©к4 — скорость, при которой прекращается движение частиц. іПо В. В. Звонкову:

©к1 •= 1,414 | / Г-^-(1 ± |sin|<p) (0,66 т d + Po) k3 ;

Интенсивная эрозия начинается при переходе к полету частиц, т. е. при скорости ок2. Для песков средней крупности при горизон­ тальной поверхности и параллельном направлении потока ветра эта скорость колеблется от 6 до 10 м/сек. Активную силу ветра, стремящуюся оторвать частицу от поверхности, можно найти из следующих выражений (по В. В. Звонкову):

сила ветра, направленная параллельно грунтовой поверхности,

Pg= 0,392 X0pd2v2 г-см/сек2;

подъемная сила ветра

Рп = 0,392 Х9|tg| а р d2 V2 г- см/сек2,

вес частицы, противодействующий подъемной силе,

118

32 м/сек (шторм) показывает, что кварцевые зерна, диаметр ко­ торых превышает 1,5 мм, не будут отрываться от поверхности земли, а более мелкие будут сдуваться и уноситься ветром. Чтобы предупредить процесс эрозии, необходимо создать в песке сцеп­ ление, превосходящее активную силу ветра Р&. Последняя для песков средней крупности составляет Ре=?0,020—0,025 кГ/см2.

Это очень небольшое сцепление, которое легко достичь прос­ тым смачиванием песка. Известно, что в увлажненной зоне пля­ жей песок, даже мелкий, вполне ветроустойчив. Поэтому с точки, зрения ветрозащиты, казалось бы, достаточно сообщить поверх­ ностному слою песка небольшую связность, чего можно добиться самыми доступными и дешевыми средствами. Но, помимо воздей­ ствия воздушного потока на поверхность песка при ветровой эро­ зии, действуют песчаные зерна, переносимые ветром с других уча­ стков.

Поверхность песка подвергается при этом эрозии от трех факторов: ударов скачкообразно перемещающихся зерен, истира­ ния под влиянием перекатывающихся зерен, аэродинамических сил, действующих на неровностях поверхности.

С учетом этих факторов сцепление, противостоящее эрозии, должно быть существенно увеличено. При этом вяжущий мате­ риал при больших углах падения песчинок подвергается сжатию и сдвигу, а при малых — преимущественно сдвигу. Вяжущее ра­ ботает в упругой стадии ввиду малой абсолютной величины дей­ ствующих усилий и вызываемых ими деформаций. Все же и в данном случае требуемое по условиям ветрозащиты сцепление практически может не превышать долей кГ/см2.

Разрушение слоя из песка, обработанного битумом, может происходить вследствие преодоления адгезионных сил между би­ тумом и песком или когезии самого битума [70]. В последнем слу­ чае работа, потребная для разъединения двух склеенных зерен, равна:

F = M l .

35 эрг/см2. При этом сила для разъединения двух песчинок в на­ правлении, нормальном к площади контакта, получается равной примерно 200 дин, а при тангенциальном направлении —всего 5— 10 дин. Однако этого уже достаточно для противодействия ветро­

1 1 9 ’