МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОРОЖНЫЙ
ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГИПРОДОРНИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ОСНОВАНИЙ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ИЗ ИЗВЕСТНЯКОВ ПОВОЛЖЬЯ

Москва 1987

Замена привозного щебня при строительстве оснований автомобильных дорог слабыми местными каменными материалами - один из путей интенсификации и снижения стоимости дорожного строительства. К таким материалам относятся местные известняки.

Исследованиями Госдорнии и Саратовского филиала Гипродорнии установлено, что дробленые известняки с оптимальным гранулометрическим составом, подобранным по принципу максимальной плотности, за счет самоцементации образуют монолитный конструктивный слой, способный длительное время выдерживать расчетные транспортные нагрузки.

Устройство дорожных одежд из местных известняков позволит сократить транспортные расходы, уменьшить (при строительстве дорог высших категорий) или исключить (при устройстве оснований автомобильных дорог низших категорий) применение вяжущих материалов.

Данные рекомендации разработаны Саратовским филиалом Гипродорнии на основе проведенных исследований, опытного строительства.

Рекомендации составлены канд. техн. наук А.П. Найденовым при непосредственном участии инженеров Б.Р. Ишанова, М.А. Андреевой, Н.И. Бахтиной, О.Н. Скородумовой. Научная редакция выполнена канд. техн. наук В.М. Ольховиковым.

В опытных работах принимали участие дорожные организации Росдорюга.

Замечания и предложения просим направлять по адресу: 109089, Москва, Наб. Мориса Тореза, 34, Гипродорнии; 410044, Саратов, Проспект Строителей, 10, Саратовский филиал Гипродорнии.

Зам. директора по научной работе

канд. техн. наук                                                                                            А.Я. Эрастов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации предназначены для устройства оснований из минеральных смесей - известняков Поволжья, необработанных вяжущими (при строительстве автодорог IV-V категорий и в условиях I типа местности по увлажнению), а также из минеральных смесей, обработанных вяжущими (при устройстве оснований автомобильных дорог II-V категорий во всех районах Поволжья и в условиях I и II типов местности по увлажнению).

1.2. Рекомендации составлены в развитие СНиП II-д.5-72 и СНиП 3.06.03-85 [1, 2].

1.3. При строительстве оснований автомобильных дорог можно применять минеральные, смеси из известняков, Прочность их на сжатие - не менее 10 МПа при размере зерен 0-10 мм; 0-20; 0-40 или 0-70 мм.

Максимальный размер зерен смеси соответствует минимально допустимой прочности известняковой породы, выраженной в МПа.

1.4. Минеральные смеси без добавок вяжущих целесообразно использовать для строительства оснований дорог с интенсивностью движения до 1000 авт/сут, а с большей интенсивностью - минеральные смеси необходимо укреплять вяжущими.

1.5. Основания из минеральных смесей следует рассчитывать в соответствии с действующей Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежесткого типа [3].

1.6. Известняки можно применять при любой относительной влажности воздуха и температуре не ниже 10 °С.

1.7. Объемная масса уплотненного слоя - основания из минеральных смесей - должна быть не менее 1,8 г/см.

2. ТРЕБОВАНИЯ К МИНЕРАЛЬНЫМ СМЕСЯМ ИЗВЕСТНЯКОВ

2.1. Минеральные смеси должны изготовлять из местных известняков, щебень из которых имеет прочность при сжатии не менее 10 МПа, морозостойкость (Мрз) - не менее 15 циклов замораживания и оттаивания и соответствует основным требованиям ГОСТ 25607-83 [4].

2.2. Содержание пылевато-глинистых частиц (менее 0,071 мм) в минеральных смесях не должно превышать 5 % по массе, а число пластичности частиц - менее 0,63 мм - не более 8 (ТУ 218 УССР 096-80) [5].

2.3. Минеральные смеси должны иметь зерновой состав, соответствующий кривой плотной смеси с коэффициентом сбега 0,56-0,75, в котором размер крупных зерен зависит от прочности исходного известняка (табл. 1).

Таблица 1

Зерновые составы материала из известняков для устройства оснований автомобильных дорог

Примечание. Допустимые отклонения зернового состава - не более 10 % по массе.

2.4. Качество материала из местных известняков оценивают по физико-механическим свойствам образцов, изготавливаемых из смеси плотного зернового состава, уплотненной при оптимальной влажности (7¸9 % воды) под давлением 20 МПа в течение 3 мин.

2.5. Материал из смеси с объемной массой 1,8-2,2 г/см³ в возрасте 28 сут должен, иметь прочность при сжатии в пределах 0,8-2,0 МПа (без водонасыщения перед испытанием) и модуль упругости - 150¸450 МПа (табл. 2).

Таблица 2

Расчетные и физико-механические характеристики материала из известняков плотного зернового состава

Примечание. Большие значения - при приготовлении смесей в установке, меньшие - при смешении на дороге.

3. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ

3.1. Известняки.

Для приготовления минеральных смесей можно использовать карбонатные породы - известняки, отвечающие требованиям, изложенным в разделе 2 настоящих Рекомендаций.

3.2. Вода.

При приготовлении минеральных смесей применяют воду из водоемов, водородный показатель (рН) которых не менее 4 и не более 8. Нельзя использовать болотные и сточные воды без их очистки и дополнительного анализа.

3.3. Вяжущие.

Для укрепления минеральных смесей известняков употребляют портландцемент, отвечающий требования ГОСТ 10178- 85 [6] и известь строительную ГОСТ 9179-77 [7].

3.4. Вторичные ресурсы.

Для укрепления минеральных смесей допустимо применение активных зол ТЭЦ, цементной пыли и фосфогипса после выявления положительного влиянии их на свойства материала.

4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ИЗ МЕСТНЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ ПОВОЛЖЬЯ

4.1. При проектировании автомобильных дорог с основаниями из неукрепленных местных известняков плотного зернового состава расчет конструкций дорожной одежды необходимо выполнять, руководствуясь расчетными характеристиками, приведенными в табл. 2.

4.2. Для устройства основания из местных материалов целесообразно применять дробленые известняки, содержащие более 50 % зерен щебня крупнее 5 мм.

4.3. Зерновые составы минеральных смесей необходимо подбирать по принципу «плотных» и ограничиваться кривой с коэффициентом сбега 0,66-0,75. Максимальный размер щебеночных зерен назначают в зависимости от прочности исходной породы [3].

4.4. Для повышения природной цементирующей способности известняков рекомендуют применять воду.

Количество воды, добавляемое в минеральную смесь, обусловлено в основном содержанием в смеси частиц мельче 0,63 мм и в среднем равно 7-9 % от массы минеральной смеси.

4.5. Объем материала (Vm), необходимый для устройства 1 км слоя «минерального бетона» толщиной в уплотненном состоянии (h) и шириной (b), определяют по формуле:

где g_уп.сл - объемная масса уплотненного слоя, равная 1,8-1,9 г/см³ - для известняков с прочностью 10-30 МПа; 2,0-2,2 г/см³ - для известняков с прочностью свыше 30 МПа;
g_{нас.м.см} - объемная насыпная масса дробленого известняка (в сухом состоянии), г/см³

Коэффициент уплотнения находят по формуле:

Он ориентировочно составляет 1,3-1,4.

4.6. При проектировании автомобильных дорог с основаниями из укрепленных минеральных смесей расчет конструкций дорожной одежды следует выполнять на основании расчетных характеристик, приведенных в табл. 3.

Таблица 3

Расчетные характеристики и физико-механические свойства укрепленных минеральных смесей

4.7. Для обработки мастных известняков следует применять вторичные ресурсы и вяжущие материалы (табл. 4), количество которых подбирают опытным путем.

Таблица 4

Ориентировочный расход вяжущих материалов

4.8. Для сокращения расхода цемента на 10-20 % и улучшения технологических свойств обработанного материала необходимо в воду затворения добавлять СДБ в количестве 0,5-2,0 % от массы цемента.

5. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ОСНОВАНИЙ

5.1. Устройство оснований из минеральных смесей известняков.

5.1.1. Перед заготовкой материала следует отобрать пробы из каждого слоя карьера для лабораторных испытаний. При получении положительных результатов приступают к производству дробленого известняка.

5.1.2. Для получения минеральной смеси заданного зернового состава производят отладку дробильно-сортировочного оборудования по заданному режиму, при этом максимальный зазор в щековой (или конусной) дробилке должен соответствовать наибольшему (допустимому) размеру щебня.

5.1.3. Смесь готовят в смесительных установках типа ДС-50 или СБ-78. Допускается применять автогрейдеры для смешения минеральной смеси с водой или другими добавками на дороге.

5.1.4. В случае укладки минеральной смеси непосредственно на глинистый или суглинистый грунты необходимо устраивать изолирующую прослойку из зернистых материалов (песков, зол или шлаков) толщиной не менее 5 см.

5.1.5. Дренирующие слои в основаниях дорожной одежды должны быть предусмотрены в соответствии с требованиями СНиП II-Д.5-72 и ВСН 46-83. Толщину их определяют в каждом конкретном случае, исходя из условий и коэффициента фильтрации применяемого материала, руководствуясь Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежесткого типа [3].

5.1.6. Минеральную смесь, доставленную автосамосвалами к месту строительства, необходимо равномерно распределить на проезжей части подготовленного земляного полотна по всей его ширине с учетом коэффициента уплотнения, для чего используют профилировщик ДС-97.

5.1.7. Основание толщиной до 8 см укладывают в один, при большей толщине - в два слоя. Длина захватки должна обеспечивать выполнение всех технологических операций за одну смену. Наилучшего уплотнения достигают при применении катков типа ДУ-29, на пневматических шинах. Уплотнение так же выполняют моторными катками с гладкими металлическими вальцами массой 5¸10 т; укатку производят сначала легкими или средними катками (например, Д-613 А), а затем тяжелыми (например, Д-551 Аэ), уплотняя до требуемой плотности. Ориентировочное количество проходов легкого или среднего катков - 10¸15, а тяжелого - 10¸20 по одному следу.

5.1.8. Смесь при уплотнении должна иметь оптимальную влажность. При недостатке влаги ее необходимо поливать водой в процессе распределения и уплотнения.

5.1.9. Для создания оптимальных условий самоцементации и твердения известнякового материала, а также с целью повышения сцепления основания с покрытием необходимо разливать по поверхности жидкое органическое вяжущее в количестве 1,4¸1,5 л/м². При отсутствии органического вяжущего для этой цели можно использовать водный (20-30 %) раствор хлористого кальция. (2-3 л/м²).

5.1.10. Открывать движение транспорта по основанию из неукрепленной смеси следует сразу после устройства покрытия.

5.2. Устройство оснований из минеральной смеси, обработанной вяжущими.

5.2.1. При введении вяжущих и других добавок в смесь (цемент или цементную пыль) следует применять смесительные установки типа СБ-78 или ДС-50. Время перемешивания зависит от свойств материала и добавок и ориентировочно составляет 0,5-1,0 мин.

5.2.2. Технологический разрыв между приготовлением и уплотнением смеси с цементом не должен превышать 5 ч. Для увеличения технологического разрыва до 7-8 ч в смесь вводят ПАВ. Технологический разрыв для смесей с цементной пылью может составлять 8-9 ч.

5.2.3. Уложенную смесь целесообразно уплотнять катками на пневматических шинах. Доуплотнение верхнего слоя следует осуществлять гладковальцовыми катками за 5 проходов по одному следу.

5.2.4. За устроенным основанием должен осуществляться уход - засыпка слоем песка или нанесение пленкообразующего материала в течение 7 и более суток.

5.2.5. Открывать движение транспорта по основанию из укрепленного материала следует после набора им 70 % проектной прочности, т.е. не ранее чем через 7 сут.

6. ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ

6.1. Контроль качества применяемых материалов включает периодическую проверку соответствия их свойств требованиям, изложенным в разделе 2 и 3. Лабораторные исследования предусматривают систематическое определение в процессе производства работ прочности известняка, содержания и числа пластичности пылевато-глинистых частиц, а также определение влажности и зернового состава известнякового материала.

6.2. Проверку соответствия свойств известняка установленным требованиям производят также перед разработкой нового месторождения или новых пластов в разрабатываемых карьерах.

6.3. Состав смеси известняка с добавкой неорганического вяжущего должен быть запроектирован до начала работ и обязательно проверен путем лабораторного испытания образцов в соответствии с техническими условиями на материалы, обработанные неорганическими вяжущими [8].

6.4. Точность дозирования материала на смесительных установках контролируют ежедневно. Правильность работы смесительной установки проверяют каждый день путем испытания образцов из отобранных проб на степень однородности смеси по зерновому составу и влажности минеральной смеси.

6.5. Контроль за соблюдением качества строительства основания автомобильной дороги, состоит из определения:

влажности известнякового материала или минеральной смеси;

однородности по зерновому составу;

равномерности распределения минеральной смеси (соблюдения заданной толщины слоя в неуплотненном состоянии);

объемной массы уплотненного слоя дорожной одежды («методом лунки»).

6.6. Влажность минеральной смеси контролируют при изменении погодных условий и перед ее укладкой на земляное полотно автомобильной дороги.

6.7. После укладки смеси на каждом километре дороги проверяют толщину слоя (по оси и на расстоянии 1 м от кромки), которая не должна отличаться от проектной более чем на 10 %.

6.8. Через каждые 100 м дороги трехметровой металлической рейкой проверяют правильность планирования поверхности, а также соответствие поперечных уклонов проектным.

Допустимы просветы под трехметровой рейкой до 15 мм, отклонения поперечного уклона от проектного - до 10 %, отклонения высотных отметок по оси дороги - до ±5 см, ширины основания (покрытия) - до ±10 см.

7. ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

7.1. Организация работ по приготовлению минеральной смеси известняков должна предусматривать максимальную механизацию всех технологических процессов и меры безопасности.

7.2. В процессе приготовления минеральной смеси и устройства основания автомобильной дороги необходимо соблюдать требования, изложенные в Правилах техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог (М.: Транспорт, 1978).

7.3. Ограждение места работ по устройству основания автомобильной дороги из минеральных смесей должны выполнять в соответствии с требованиями Инструкции по организации движения и ограждению мест производства дорожных работ (М.: Транспорт, 1985).

7.4. При доставке людей к месту работ необходимо руководствоваться Правилами дорожного движения (М.: Транспорт, 1984).

ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ

1. СНиП II-Д.5-72. Автомобильные дороги. Нормативные требования.

2. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги.

3. ВСН 46-83. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа /Минтрансстрой. - М.: Транспорт, 1982.

4. ГОСТ 25607-83. Материалы нерудные для щебеночных и гравийных оснований и покрытий автомобильных дорог.

5. Минеральный бетон на основе известняков для дорожного строительства. ТУ 218 УССР.096-80. - Киев, 1980.

6. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

7. ГОСТ 9179-77. Известь строительная. Технические условия.

8. ГОСТ 23558-79. Материалы щебеночные, гравийные, песчаные, обработанные неорганическими вяжущими. Технические условия.

СОДЕРЖАНИЕ