Строительство шлакоминеральных оснований.

Шлакоминеральные основания - это слои, устраиваемые из щебеночно (гравийно)-песчаных смесей или песков, обработанных гранулированным доменным шлаком с добавками активатора (цемент, известь и др.) или без добавок активатора.

Шлакоминеральные основания имеют повышенную по сравнению с

цементоминеральными основаниями температурную трещиноустойчивость. Эти

основания более деформативны по сравнению с цементоминеральными, что удобно

для устройства на них асфальтобетонных покрытий.

Доменный гранулированный шлак (по зерновому составу - песок), получаемый с

металлургических заводов, может использоваться в естественном виде (удельная

поверхность 10 м2/кг) или дробленым (удельная поверхность 100 м2/кг). В

зависимости от крупности шлака и добавок активатора шлаковое вяжущее имеет

марку прочности 100-300. Результаты работ по обработке гравийно-песчаных материалов шлаковым

вяжущим без добавок активатора показали, что процесс твердения идет медленно.

Прочность материала на сжатие к 90 суткам не превышает 5,0 МПа. К 180 суткам

прочность увеличивается и в зависимости от величины удельной поверхности

составляет 5,0-12,0 МПа. К 360 суткам возрастает в 2 раза.

Дробление гранулированного шлака увеличивает его активность и позволяет

уменьшить расход гранулированного шлака в смеси до 10-15 %, а расход

активатора цемента до 1-2 %. При этом физико-механические характеристики

шлакоминеральных материалов значительно выше по сравнению со свойствами

шлакоминеральных материалов на недробленом граншлаке, расход вяжущих в

которых как минимум в 2 раза выше.

Шлакоминеральные материалы с 10 % гранулированного шлака, содержащего

15 % Частиц мельче 0,071 мм с добавкой 1 % цемента, показали прочность в 28

суток 2,5 МПа. Шлакоминеральные материалы с цементом в качестве активатора

показали высокие физико-механические характеристики, полностью

соответствующие требованиям действующих норм. Образцы, как правило,

выдерживают более 25 циклов замораживания-оттаивания. С увеличением

количества дробленого гранулированного шлака с 5 до 20 % прочность

шлакоминеральных материалов с 2 % цемента в возрасте 90 суток возрастает, как

правило, вдвое. Применение дробленого гранулированного шлака и активатора

цемента позволяет использовать низкомарочные и малопрочные каменные

материалы в шлакоминеральных смесях.

Величина прочностных характеристик шлакоминеральных материалов

изменяется дозировкой вяжущих.

Технология строительства шлакоминеральных оснований аналогична

технологии строительства цементоминеральных оснований. Специфической

особенностью технологии приготовления шлакоминеральной смеси является

необходимость дополнения смесительной установки узлом дробления шлака (при

необходимости), основным оборудованием которого является валковая дробилка.

Специфической особенностью устройства шлакоминеральных оснований

является возможность удлинения технологического разрыва между

приготовлением смеси и ее уплотнением, а также возможность пропуска

построечного транспорта по устроенному основанию.

Слои из щебёночных или цементоминеральных смесей, укладываемых в

ячейки из пространственных георешеток.

Практика последних лет показывает, что все больший интерес проявляется к нетрадиционным конструкциям дорожных одежд различного рода. Имеются в виду прежде всего конструкции, в которых используются в том или ином виде геотекстильные и геопластиковые изделия. В частности, перспективным представляется введение в конструкцию слоев объемных георешеток типа Геовеб, ячейки которых можно заполнять различными

материалами, щебёночнопесчаной или цементоминеральной смесью. Исследования

показывают, что такие слои, устраиваемые с дискретными заполнителями (песок,

щебень, гравий), обладают распределяющей способностью, близкой к

распределяющей способности слоев из этих же дискретных материалов, но

укрепленных вяжущими. Это позволяет говорить о возможности снижения

толщины конструктивного слоя из дискретного материала в георешетке по

сравнению с его толщиной в традиционной конструкции (с соответствующим

снижением объема привозного материала) или о повышении долговечности

конструкции при сохранении толщины традиционной конструкции. Устройство

конструктивного слоя, практически отвечающего слою из укрепленного материала,

в данном случае не требует ограничений по погодно-климатическим условиям и

возможно даже при зимней технологии строительства, чего не позволяют

традиционные методы укрепления. Условия работы дискретного заполнителя в

ячейках георешетки таковы, что его прочность существенно выше вследствие

влияния стенок ячейки. Применение в качестве заполнителя цементоминеральной смеси позволяет

получить слой с ячеистой структурой. При использовании такого слоя в качестве

основания асфальтобетонного покрытия практически снимается вопрос об

образовании отраженных трещин на покрытии, так как размеры ячеек всегда

можно выбрать такими, чтобы температурные деформации фрагментов основания

не провоцировали образования трещин в покрытии. Таким образом, в данном

случае может быть устранен самый существенный недостаток конструкции,

получающей в последние годы все более широкое применение в виде

асфальтобетонного покрытия на цементобетонном основании, - недостаточная

температурная трещиностойкость.

В качестве пространственных георешеток применяются выпускаемые

промышленностью решетки Геовеб. Расчетный модуль упругости при этом

принимается равным 450-700 МПа. Меньшее значение принимается при

использовании щебеночных материалов. Большее значение - при применении

цементоминеральных материалов марки по прочности 75 по ГОСТ 23558-94.

Учитывая новизну рассматриваемой конструкции, после строительства первого

участка на конкретной дороге следует производить измерение несущей

способности устроенного слоя и при необходимости вносить коррективы в проект.

Проведенные работы показали, что технология строительства складывается из

следующих основных операций: укладка и закрепление на подстилающий слой

георешетки; распределение щебёночной или цементоминеральной смеси

автогрейдером методом «от себя»; уплотнение слоя вибрационными катками; уход,

в случае использования цементоминеральных материалов, розливом битумной

эмульсии.