2.4.3. Укрепление грунтов органическими вяжущими материалами

Укрепление грунтов органическими вяжущими осуществляется так же, как и минеральными вяжущими, способами смешения на земляном полотне дорожной фрезой или однопроходной грунтосмесительной машиной, а так же в карьере в грунтосмесительной установке. Готовую смесь укладывают в дорожную одежду самоходным укладчиком или автогрейдером с уплотнением самоходным катком на пневматических колесах.

При необходимости дополнительного увлажнения грунта при его укреплении битумной эмульсией следует учитывать количество воды, находящееся в эмульсии, при этом целесообразно изменять концентрацию эмульсии от 55…50 до 35…40%.

При укреплении грунта органическими вяжущими с добавкой извести сначала должен быть обработан грунт известью и только через 12…14 ч смесь грунта с известью обрабатывают органическим вяжущим.

При укреплении грунта органическим вяжущим с добавкой цемента уход за уложенным слоем должен быть аналогичен укреплению грунта только цементом.

Для улучшения размельчения тяжелых суглинков и глин в сухую погоду их следует предварительно размельчать с введением добавки ПАВ (ССБ, ОП-7, ОП-10 в количестве 0,05…0,5% массы грунта).

Грунты, укрепленные смолобитумным вяжущим (битумная эмульсия - эмульсированное вяжущее 40% и карбомидная смола 60%), применяют для устройства покрытий на дорогах IV и III категорий и верхних слоев основания под асфальтобетонные покрытия.

Битумная эмульсия должна быть анионная прямого типа, медленнораспадающаяся, карбомидная смола типа УКС и М 19-92. Отвердителем служит аммоний хлористый (ГОСТ 2210-73) в количестве 10…20% массы вяжущего. Расход смолобитумного вяжущего для укрепления грунтов приведен в табл. 2.28.

Таблица 2.28

Расход смолобитумного вяжущего

Укрепляемые грунты	Расход вяжущего, % от массы грунта (в числителе), кг на 1 м3 грунта (в знаменателе)	Оптимальная влажность смеси при уплотнении, % от массы смеси
Крупнообломочные, пески гравелистые, крупные, средние и мелкие, в том числе одномерные, супеси оптимального состава, супеси легкие Супеси пылеватые, тяжелые, суглинки легкие и легкие пылеватые		6…10 10…12

Смолобитумное вяжущее с добавкой отвердителя должно быть введено в грунт и уплотнено в течение до 3 ч. Вяжущее без отвердителя допускается хранить не более 3 суток. Движение по слою грунта, укрепленному смолобитумным вяжущим, может быть открыто через 2 суток в условиях сухой погоды с температурой 15°С и выше.

2.4.4. Комплексные и другие способы укрепления грунтов

Комплексные способы укрепления грунтов основаны на применении, кроме основного минерального или органического вяжущего, небольших добавок различных поверхностно-активных веществ или вяжущего другого вида. Такой способ дает значительные преимущества, основными из которых являются:

- возможность использования для укрепления малопригодных грунтов;

- снижение расхода основного вяжущего;

- повышение прочности, морозостойкости укрепленных грунтов;

- уменьшение трудозатрат при измельчении грунта и перемешивании его с вяжущим.

При комплексных способах укрепления грунтов формируются сложные совмещенные пространственные типы бинарных структур, взаимно чередующихся в микрообъемах и пронизывающие друг друга.

Например, при укреплении грунтов цементом и битумной эмульсией формируется пространственная бинарная структура – коагуляционно-кристаллизационная.

В качестве добавок при укреплении грунта цементом можно использовать известь гашеную или молотую негашеную, хлористый кальций, гипс и ряд поверхностно-активных гидрофобных веществ (полиакриломид, абиетовую смолу, ферромылонафт и др.). Известь добавляют при укреплении кислых или солонцовых супесей, суглинков и глин, имеющих рН ниже 6 с влажностью на 4…6% больше оптимальной (1…3% по массе).

Хлористый кальций (0,4…0,8% по массе) применяют при пониженной или отрицательной температуре воздуха, чтобы ускорить процессы твердения. Силикат натрия (0,5…2,0% по массе) применяют для повышения прочности цементогрунта, ускорения его твердения и снижения расхода цемента при супесчаных и суглинистых карбонатных грунтах. При добавке (0,05% от массы грунта) пиридина в виде водного раствора появляется возможность снизить в 1,5 раза расход цемента. Пиридин и его производные являются отходами нефтехимической промышленности.

При укреплении грунтов известью в смесь вводят силикат натрия или золу уноса, получаемую от сжигания бурого угля, торфа и каменного угля, в соотношении от 1:2 до 1:5 (золоизвестковое вяжущее).

Для повышения водостойкости укрепляемого грунта эффективна добавка в битум веществ, способствующих образованию хемосорбиционных соединений на поверхности грунтовых частиц, насыщенных ионами кальция (или железа).

Наиболее высокие прочность, водо- и морозостойкость битума получают при добавке в него анионоактивных веществ органических кислот или фенолов, а в грунты – извести.

Назначение и выбор веществ для комплексного укрепления грунтов при органическом вяжущем проводят после детального исследования свойств веществ и образцов из битумогрунтовой смеси с добавкой испытуемого вещества.