МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОРОЖНЫЙ ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (для опытно-производственных работ) МОСКВА 1987 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕВ последние годы в СССР, как и в большинстве стран мира, при строительстве и ремонте автомобильных дорог невысоких категорий, составляющих, как правило, подавляющую часть дорожной сети, испытывают большие затруднения при сооружении традиционных дорожных одежд в связи с острым дефицитом битума и высокопрочных каменных материалов, поэтому в настоящее время проявляются тенденции к использованию в слоях оснований и нижних слоях покрытий местных малопрочных каменных материалов, отходов промышленности и грунтов, укрепленных различными вяжущими, в основном минерального происхождения. В качестве покрытий на местных дорогах стараются использовать тонкие слои из различных органоминеральных смесей. Технико-экономические расчеты, проведенные с учетом фактических производственных затрат, показывают, что применение таких конструкций является одной из наиболее эффективных возможностей снижения стоимости дорожного строительства, поскольку реальная экономия при строительстве одного километра дороги составляет от 6 до 20 тыс. руб. Опыт эксплуатации дорожных одежд с тонкослойными покрытиями и защитными слоями на основаниях из укрепленных минеральными вяжущими грунтов и местных каменных материалов показывает, что основными недостатками такой конструкции являются низкая трещиностойкость и недостаточная сдвигоустойчивость в плоскости раздела покрытия и основания. В настоящих Рекомендациях освещены вопросы, связанные с повышением устойчивости тонкослойного асфальтобетонного покрытия на основании из укрепленного грунта и долговечности всей дорожной одежды. Рекомендации составили: канд. техн. наук В.М. Ольховиков (ГипродорНИИ) - разделы I, II, п.п. 3.1 - 3.3; 3.14 - 3.16, IV, V, прилож. 1, 2, 3; кандидаты технических наук В.Н. Финашин, Н.В. Быстров, Л.А. Феднер и инж. А.А. Тихомиров (КАДИ) - разделы I, п.п. 3.4 - 3.13. IV, прилож. 2. В организации и
проведении опытных работ приняли участие: В.С. Шамраев и В.В. Сайкина
(Тамбовавтодор) А.С. Ильин, Л.И. Павлова, Г.Т. Пузиков (Мосавтодор) и А.Л.
Никитин (ДСУ № I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ1.1. Рекомендации предназначены в качестве руководства для проведения строительных работ по устройству дорожных одежд с основанием из грунта, укрепленного цементом (или цементом совместно с органическими добавками), и тонкослойного асфальтобетонного покрытия на объектах Минавтодора РСФСР на дорогах III и IV технических категорий. 1.2. Расчет дорожной
одежды осуществляют по трем критериям в соответствии с действующей Инструкцией
по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. Минимальная толщина слоя
укрепленного грунта 1.3. С целью улучшения свойств укрепленного слоя, повышения его трещиностойкости и сцепления с покрытием в цементогрунтовую смесь рекомендуется вводить органическое вяжущее в виде битумной эмульсии, жидкого битума, гудрона, дегтя в количестве 4 - 6 % от массы укрепленного грунта, а также поверхностно-активные добавки и суперпластификаторы. 1.4. Настоящие Рекомендации допускают две технологические схемы производства работ, в соответствии с которыми укладку асфальтобетонного покрытия осуществляют как на несформировавшийся слой укрепленного грунта (сразу же после его уплотнения), так и спустя 3 - 7 дней после его устройства. 1.5. Для продления долговечности дорожной одежды, увеличения межремонтных сроков и улучшения эстетического восприятия дороги в укрепленном слое следует нарезать поперечные швы сжатия. 1.6. В качестве основания под тонкослойные покрытия надлежит использовать: грунт, укрепленный цементом совместно с органическими вяжущими, первого и второго класса прочности, а также цементогрунт первого класса прочности - во II - V дорожно-климатических зонах; цементогрунт второго класса прочности - в III - V дорожно-климатических зонах; цементогрунт первого и второго класса прочности с искусственно созданной шероховатой поверхностью - в III - V дорожно-климатических зонах. 1.7. Настоящие Рекомендации предусматривают следующие мероприятия, направленные на повышение устойчивости тонкослойных асфальтобетонных покрытий: повышение сцепления покрытия с основанием путем: а) увеличения шероховатости цементогрунтового основания за счет втапливания в него щебня; б) укладки асфальтобетонного покрытия на несформировавшийся цементогрунт; повышение трещиностойкости цементогрунта путем введения в его состав органических вяжущих и поверхностно-активных веществ, что позволяет уменьшить расход цемента и увеличить деформативность материала. 2. ТРЕБОВАНИЯ К СЦЕПЛЕНИЮ ПОКРЫТИЯ С ОСНОВАНИЕМ2.1. Сдвигоустойчивость покрытия относительно основания достигается за счет сцепления (взаимозацепления) двух слоев, обуславливаемого наличием подгрунтовки между ними и частичным взаимопрониканием двух материалов, и сил трения, возникающих в плоскости раздела при торможении или изменении режима движения автомобиля. 2.2. Сдвигоустойчивость в плоскости раздела покрытия из зернистых асфальтобетонных смесей и основания из укрепленного грунта обеспечивается силами трения; при использовании покрытия из песчаных смесей - силами трения и сцепления. 2.3. Сцепление покрытия из песчаных смесей с основанием из укрепленного грунта для различных условий движения автомобилей и температурных условий должно быть не менее величин, указанных в табл. 1. Методы определения сцепления покрытия с основанием на дороге и в лаборатории изложены в приложении. 2.4. Сдвигоустойчивость покрытия из песчаных смесей в плоскости раздела с гладким основанием из цементогрунта можно обеспечить лишь в случае укладки покрытия на несформировавшееся основание. 2.5. Условия, при которых силы сцепления покрытия с сформировавшимся основанием из укрепленного грунта достаточны для обеспечения сдвигоустойчивости в плоскости раздела для различных режимов движения автомобилей при расчетной температуре до +50°С, отражены в табл. 2. 3. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ3.1. Требования к грунтам и вяжущим материалам изложены в Инструкции СН 25-74. В случае применения мелких одномерных песков, требующих для укрепления большого расхода цемента, в них рекомендуется вводить гранулометрические добавки. В качестве таких добавок можно использовать супесчаные и суглинистые грунты, золу уноса, пыль уноса цементных заводов, фильтр-прессную грязь, тонкодисперсные отходы производства. 3.2. Пригодность грунтов и гранулометрических добавок для укрепления вяжущими материалами устанавливается на основании лабораторных испытаний подобранных составов смесей. При подборе состава смеси желательно обеспечить минимальную её пористость. 3.3. При комплексном методе укрепления грунтов в качестве органических вяжущих можно использовать жидкие битумы (гудроны) с вязкостью 25 - 100 с и битумные пасты (эмульсии) на вязких битумах. Предпочтительнее применять пасты, приготовленные на извести. 3.4. Для втапливания в цементогрунт используют щебень с максимальным размером не более половины толщины устраиваемого слоя асфальтобетонного покрытия. 3.5. Марка по прочности щебня из изверженных горных пород должна быть не менее 800, а из осадочных горных пород - не менее 600. Допускается применение щебня из гравия с маркой по дробимости не выше Др12. Марка по морозостойкости применяемого каменного материала должна быть в условиях II и III дорожно-климатических зон не ниже Мрз 25, а в IV - V дорожно-климатических зонах - не ниже Mpз 15. 3.6, В состав цементогрунта могут быть введены следующие виды добавок: поверхностно-активные гидрофильного типа СДБ, ЛСТМ и др. и гидрофобного типа СНВ и др.; суперпластификаторы (разжижители цементных систем) С-3, 10-03, 30-03 и др. Применение указанных добавок, каждой в отдельности или в сочетании друг с другом, например СДБ + СНВ, позволяет снизить расход цемента и в ряде случаев повысить деформативность цементогрунта. 3.7. Дозировки добавок устанавливают экспериментально при подборе составов укрепленного грунта в соответствии с СН 25-74. Они зависят от вида грунта и цемента, а также условий производства работ. Добавки вводят в пересчете на сухое вещество с предварительным определением концентраций растворов добавок» 3.8. Сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) должна отвечать требованиям ОСТ 13-183-83 Минлесбумпрома СССР "Лигносульфонаты технические". Расход СДБ 0,15 - 0,30 % от массы цемента. 3.9. Суперпластификатор 10-03 должен отвечать требованиям ТУ 44-3-505-81 МО СССР. Расход суперпластификатора 10-03 и его разновидностей (40-03 и др.) составляет 0,4 - 1,0 % от массы цемента. 3.10. Разжижитель (суперпластификатор) С-3 должен отвечать требованиям ТУ 6-14-625-80 Минхимпрома СССР. Дозировка суперпластификатора С-3 составляет 0,4 - 1,0 % от массы цемента. 3.11. Смола нейтрализованная воздухововлекающая (CНB) должна отвечать требованиям ТУ 81-05-75-74 Минлесбумпрома СССР. Дозировка СНВ составляет 0,02 - 0,10 % от массы цемента. 3.12. При совместном введении добавок СДБ и СНВ их дозировка должна быть в пределах: СДБ 0,10 - 0,20 % + СНВ 0,01 - 0,03 % от массы цемента. Оптимальное сочетание дозировок указанных добавок определяют в каждом отдельном случае. 3.13. Для укрепления грунтов во II и III дорожно-климатических зонах рекомендуется применять портландцементы, удовлетворяющие требованиям ТУ 21-20-51-83 Минпромстройматериалов СССР. Портландцемент для бетона дорожных и аэродромных покрытий. 3.14. Физико-механические свойства укрепленного грунта должны соответствовать требованиям таблиц 1 - 2 СН 25-74. 3.15. В качестве вяжущих, наносимых на поверхность укрепленного грунта в виде подгрунтовки, используют жидкие битумы (гудроны) с вязкостью не менее 40 с и битумные пасты (эмульсии) с пенетрацией битума не более 90. Содержание воды в битумной пасте перед розливом на основание должно составлять 60 - 63 %. 3.16. Свойства асфальтобетона, используемого для строительства покрытия, должны соответствовать ГOCT 9128-84. 4. ПРАВИЛА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ4.1. Устройство покрытия на несформировавшемся основании. 4.1.1. Укрепленный грунт готовят, как правило, в стационарной смесительной установке. Для ритмичной работы автотранспорта и смесительной установки последнюю целесообразно оснастить накопительным бункером. 4.1.2. В случае необходимости внесения в укрепленный грунт сыпучих гранулометрических добавок в количестве не более 15 % от массы грунта их можно вводить в смесь через дозатор сыпучих веществ. При использовании добавок несыпучей консистенции или необходимости внесения их в количестве, превышающем 15 % от массы грунта, следует предусмотреть специальный узел подачи гранулометрической добавки, либо заблаговременно на специально отведенной площадке заготавливать оптимальную смесь грунта с добавкой, используя метод смешения на месте. Поверхностно-активные добавки и суперпластификатор вводят в укрепленный грунт в виде водных растворов, 4.1.3. Допускается применение метода смешения грунта с вяжущим на дороге. Однако все технологические операции, включая укладку и уплотнение асфальтобетонной смеси, должны быть завершены не позднее 5 ч с момента увлажнения цементогрунтовой смеси. При использовании смесей, укрепленных цементом совместно с органическим вяжущим, это время может быть увеличено до 8 ч. С целью повышения качества перемешивания грунта с цементом рекомендуется вводить максимально допустимое количество поверхностно-активных веществ и суперпластификаторов. 4.1.4. Приготовленная смесь автосамосвалами вывозится на дорогу, укладывается на подготовленное основание с помощью самоходного укладчика или автогрейдера и уплотняется до максимальной плотности с помощью катков на пневматических шинах. 4.1.5. С целью увеличения
срока службы дорожной одежды, удлинения межремонтных сроков и улучшения
эстетического восприятия дороги в уплотненном слое нарезают поперечные швы
сжатия шириной 4 - 4.1.6. Перед устройством покрытия на поверхность основания наносят подгрунтовку в виде жидкого битума (гудрона) или битумной пасты (эмульсии). Подгрунтовку разливают с помощью автогудронатора или пасторастворовоза ПС-402., Норма нанесения подгрунтовки в виде битумной пасты - 0,3 л/м2, битумной эмульсии - 0,15 л/м2, жидкого битума (гудрона) - 0,4 л/м2. Время формирования пленки подгрунтовки в случае использования битумной эмульсии или пасты в зависимости от погодных условий составляет 30 - 120 минут. 4.1.7. После формирования пленки подгрунтовки укладывают покрытие из асфальтобетона. 4.1.8. Открывать движение транспорта со скоростью, не превышающей 40 км/час, по построенному участку дороги с тонкослойным асфальтобетонным покрытием, уложенным на несформировавшийся цементогрунт I класса прочности, а также грунт, укрепленный цементом совместно с органическим вяжущим, можно через сутки после завершения строительных работ независимо от модуля упругости грунта земляного полотна. При использовании в качестве основания цементогрунта II класса прочности открывать движение транспорта можно: при модуле упругости грунта земляного полотна Егр = 20 - 50 МПа - через 4 сут.; при модуле упругости грунта земляного полотна Егр = 50 - 60 МПа - через 3 сут.; при модуле упругости грунта земляного полотна Егр = 80 MПа - через 2 сут. 4.2. Устройство покрытия на сформировавшемся основании. 4.2.1. Последовательность технологических операций по устройству основания из укрепленного грунта, включая устройство швов, осуществляют в соответствии с п.п. 4.1.1. - 4.1.5. настоящих Рекомендаций. Швы можно нарезать и в затвердевшем укрепленном грунте перед устройством покрытия, используя дисковые нарезчики швов. 4.2.2. При устройстве покрытия из песчаного асфальтобетона сцепление покрытия с основанием может быть повышено путем втапливания в цементогрунт щебня. 4.2.3. Распределение щебня осуществляют непосредственно после завершения уплотнения основания. Щебень на цементогрунтовое основание распределяют автогрейдером или навесным распределителем в один слой в количестве 5 - 10 кг/м2. 4.2.4. Втапливание щебня в цементогрунт производят катками на пневмошинах за 2 - 4 прохода по одному следу. 4.2.5. За уплотненным
сдоем необходимо осуществлять уход в течение 5 - 7 суток. В случае устройства
покрытия из песчаного асфальтобетона на основании из грунта, укрепленного
цементом и органическими вяжущими, уход осуществляют с помощью рулонных
паронепроницаемых пленок, например полиэтиленовых или слоем песчаного грунта
толщиной не менее 4.2.6. Перед устройством покрытия поверхность укрепленного грунта очищают от песка и пыли с помощью автогрейдера, поливомоечной машины (компрессора), после чего наносят подгрунтовку в виде битумной пасты (эмульсии) или жидкого битума (гудрона) в количестве, указанном в п. 4.1.6. настоящих Рекомендаций. Условия, регламентирующие применение указанных вяжущих в качестве подгрунтовки, отражены в табл. 2. Подгрунтовку наносят на-укрепленный слой, имеющий влажность верхней зоны не более 6 %. 4.2.7. Асфальтобетонное покрытие устраивают после формирования пленки подгрунтовки. 5. ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ5.1. При проведении строительных работ осуществляют контроль: гранулометрического состава укрепляемого грунта; точности дозирования вяжущих и равномерности их распределения по объему грунта; влажности обрабатываемого грунта и готовой смеси перед уплотнением; степени уплотнения слоя укрепленного грунта; соблюдения режима ухода за слоем укрепленного грунта; вяжущих материалов; качества укрепленного слоя и укладываемого асфальтобетона; сцепление покрыли с основанием из укрепленного грунта. 5.2. Точность дозирования вяжущих и равномерность их распределения в массе грунта определяют с помощью метода ускоренного определения прочности при сжатии цементогрунта, изложенного в СН 25-74 (с. 103). В случае комплексного метода укрепления грунта точность дозирования и равномерность распределения вяжущих определяют путем испытания серии контрольных образцов в возрасте 3 - 7 суток. 5.3. Качество укрепленного слоя контролируют путем отбора проб (кернов) перед устройством слоя покрытия (либо в возрасте 28 суток) с последующим определением их физико-механических свойств согласно СН 25-74. Образцы (керны) отбирают
в количестве трех штук (по поперечнику) через каждые ПРИЛОЖЕНИЕ
I
|
Показатель |
Измеритель |
Показатель |
Основание |
|
Новая техника |
Базовая техника |
|||
Год строительства (расчетный год) |
|
1984 |
|
Проект утвержден Тамбовавтодором, "Рекомендации…." |
Объем работ, выполненный в расчетном году |
км/тыс. м |
6/42 |
|
Акт приемки |
Показатели сопоставления конструктивных слоев: |
|
|
|
|
модуль упругости |
МПа |
500 |
350 |
Проектная документация |
срок службы |
год |
15 |
15 |
4. Расчет фактических затрат на основные материалы для устройства
Материал |
Ед. изм. |
Новая техника |
Базовая техника |
Основание |
||||
Количество |
Стоимость ед. изм., руб. |
Сумма, руб. |
Количество |
Стоимость ед. изм., руб. |
Сумма, руб. |
|||
Щебень 10- |
м3 |
|
|
|
308 |
13,13 |
4044,0 |
Проектно-сметная документация. Утвержденные составы смесей |
Песок |
т |
310 |
5,94 |
1841,4 |
|
|
|
|
Цемент |
т |
25 |
23,1 |
577,5 |
|
|
|
|
Фильтпрессная грязь |
т |
45 |
2,17 |
97,6 |
|
|
|
|
Вода |
т |
40 |
0,1 |
4,0 |
|
|
|
|
Песок для ухода за цементогрунтом |
т |
45 |
5,94 |
267,3 |
|
|
|
|
|
|
Итого |
|
2787,8 |
|
|
4044,0 |
|
5. Расчет фактических расходов по эксплуатации машин и механизмов на
устройство
Машины и механизмы, используемые на работах |
Фактическая стоимость машино-смены, руб. |
Базовая техника |
Новая техника |
Основание |
||
Затраты времени на |
Стоимость машинного времени, руб. |
Затраты времени на |
Стоимость машинного времени, руб. |
|||
Автогрейдер Д-598 Б |
23,4 |
0,8 |
18,7 |
0,6 |
14,0 |
По гр. 2 -данные бух. учета. По гр. 3 и 5 данные технологических карт на производство работ |
Пневмокаток Д-627 |
31,3 |
0,9 |
28,2 |
0,6 |
18,9 |
|
Поливомоечная машина ПМ-130 |
35,0 |
0,2 |
7,0 |
0,2 |
7,0 |
|
Автомобили-самосвалы (12 шт.) |
15,6 |
0,7 |
131,0 |
|
|
|
Автомобили-самосвалы (8 шт.) |
15,6 |
|
|
0;7 |
87,4 |
|
Смесительная установка ДС-50 |
61,0 |
|
|
0,3 |
18,3 |
|
Итого |
: |
|
184,9 |
|
145,6 |
|
6. Расчет фактической
себестоимости работ по устройству
Статья затрат |
Показатели |
Основание |
|
Новая техника |
Базовая техника |
||
Трудовые затраты рабочих |
14 |
15 |
Технологические карты на производство работ |
Основная зарплата рабочих, руб. |
|
|
|
в том числе при машинах, руб. |
62,4 |
67,6 |
"______________" |
Основные материалы, руб. |
2707,8 |
4044,0 |
Раздел 4 наст. отчета |
Расходы по эксплуатации машин и механизмов, руб. |
145,6 |
184,9 |
Раздел 5 наст. отчета |
Итого прямых затрат |
2995,8 |
4296,5 |
|
Накладные расходы |
|
|
|
условно-постоянные (8,6 % от прямых затрат), руб. |
257,6 |
369,5 |
|
зависящие от трудоемкости работ (1,9 руб. на 1 чел.-день), руб. |
26,6 |
28,5 |
|
зависящие от основной зарплаты, руб. |
9,4 |
10,1 |
|
Всего затрат, руб. |
3289,4 |
4704,6 |
|
7. Капитальные вложения в
основные фонды, использованные в процессе производства в расчете на
Основные фонды, использованные в производстве |
Балансовая стоимость основных фондов |
Фактич. время использования основных фондов в течение года, № машино-смены |
Фактич. время использования основных фондов на 1000 м2 основания (п), машино-смены |
Стоимость основных фондов на |
Основание |
||
Новая техника |
Базовая техника |
Новая техника |
Базовая техника |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Автогрейдер Д-590 Б |
6540 |
120 |
0,6 |
0,8 |
32,7 |
43,6 |
По гр. 2 и 3 данные бухг. учета. |
Пневмокаток Д-627 |
17930 |
120 |
0,6 |
0,9 |
09,6 |
134,5 |
По гр. 4 и 5 данные технологических карт на производство работ |
Поливомоечная машина М-130 |
4195 |
120 |
0,2 |
0,2 |
7,0 |
7,0 |
|
Автомобили-самосвалы (12 шт.) |
3410×12 = 40920 |
140 |
- |
0,7 |
- |
204,6 |
|
Автомобили-самосвалы (8 шт.) |
3410×8 = 2721 |
140 |
0,7 |
|
136,4 |
|
|
Смесительная установка ДС-50 |
19150 |
120 |
0,3 |
|
47,9 |
|
|
|
Итого: |
|
|
|
313,6 |
389,7 |
|
8. Приведенные
затраты на
а) по новой технике: ЗН = СН + ЕН·КН = 3289,4 + 0,15·313,6 = 3336,4;
б) по базовой технике: Зб = 4704,6 + 0,15·389,7 = 4763,1
9. Фактический
экономический эффект в результате устройства дорожной одежды с цементогрунтовым
основанием и однослойным асфальтобетонным покрытием составит 1426,7 руб. на
Фактический экономический
эффект при строительстве