МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СОЮЗДОРНИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УМЕНЬШЕНИЮ РАСХОДА ЦЕМЕНТА И БИТУМА
ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ МЕТОДАХ УКРЕПЛЕНИЯ ПЕСКОВ
И СЛАБОСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В РАЙОНАХ г. СЕРПУХОВА
г. МИНСКА В КАЛИНИНСКОЙ И ПСКОВСКОЙ ОБЛАСТЯХ
И В СРЕДНЕЙ АЗИИ
Одобрены Минтрансстроем
Москва 1982
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УМЕНЬШЕНИЮ РАСХОДА ЦЕМЕНТА И БИТУМА ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ МЕТОДАХ УКРЕПЛЕНИЯ ПЕСКОВ И СЛАБОСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В РАЙОНАХ г. СЕРПУХОВА, г. МИНСКА, В КАЛИНИНСКОЙ И ПСКОВСКОЙ ОБЛАСТЯХ И В СРЕДНЕЙ АЗИИ. Союздорнии. М., 1982.
Показаны пути сокращения расхода дефицитных вяжущих материалов - цемента и битума, используемых при устройстве различных конструктивных слоев дорожных одежд из укрепленных грунтов на конкретных объектах Главдорстроя.
С этой целью в цементогрунтовую смесь вводятся небольшие добавки химических веществ либо дефицитный вязкий битум заменяется нефтяным гудроном или госсиполовой смолой, являющейся отходом промышленного производства.
Внедрение настоящих рекомендаций при строительстве автомобильных дорог в районах г. Минска, г. Серпухова, в Калининской и Псковской областях и в Средней Азии позволит уменьшить расход цемента на 15 - 20 %, битума на 30 - 70 % и даст ощутимый экономический эффект.
Табл. 5.
Предисловие
«Методические рекомендации по уменьшению расхода цемента и битума при комплексных методах укрепления песков и слабосвязных грунтов для строительства автомобильных дорог в районах г. Серпухова, г. Минска, в Калининской и Псковской областях и в Средней Азии» разработаны Союздорнии с участием его Ленинградского филиала. В них на основе обобщения результатов исследований и опытного строительства даются рекомендации по сокращению расхода цемента и вязкого битума на объектах Главдорстроя.
В настоящих «Методических рекомендациях» рассмотрены методы комплексного укрепления различных местных грунтов, позволившие, с одной стороны, путем использования добавок сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) или хлористого кальция CaCl2 уменьшить нормы расхода цемента по сравнению с фактическим, с другой - частично заменить дефинитный вязкий битум нефтяным гудроном или госсиполовой смолой.
Расход вяжущих и добавок приведен с учетом свойств укрепляемых грунтов и назначения укрепленного слоя в конструкции дорожной одежды.
Настоящие «Методические рекомендации» разработали кандидаты технических наук И.Л. Гурячков, А.А. Фридман, А.С. Дудкин.
Замечания и пожелания по данной работе направлять по адресу: 143900, Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.
1. Общие положения
1.1. В «Методических рекомендациях по уменьшению расхода цемента и битума при комплексных методах укрепления песков и слабосвязных грунтов для строительства автомобильных дорог в районах г. Серпухова, г. Минска, в Калининской и Псковской областях и в Средней Азии» приведены комплексные методы укрепления грунтов, позволяющие без снижения физико-механических свойств укрепленного материала:
уменьшить расход цемента путем использования добавок химических веществ;
частично заменить вязкий битум нефтяным гудроном или госсиполовой смолой, являющейся отходом промышленного производства.
1.2. Укреплять вяжущими можно разные виды местных грунтов, находящихся вблизи трассы строящихся автомобильных дорог, а именно:
различные гравийно-песчаные смеси или отходы (отсевы) обогащения и дробления гравия;
все виды песков, включая одноразмерные и пылеватые;
супесчаные грунты.
1.3. Укрепленный материал, полученный при меньшем расходе цемента, применяют для устройства основания под цементобетонное покрытие. При этом показатели физико-механических свойств укрепленного грунта должны отвечать требованиям 1 класса прочности, приведенным в табл. 1 «Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов» СН 25-74.
Грунты, укрепленные нефтяным гудроном или госсиполовой смолой в сочетании с добавкой цемента, рекомендуется применять взамен слоев дорожной одежды, содержащих вязкий битум, для устройства:
верхних слоев оснований или нижних слоев покрытий. При этом укрепленный материал должен отвечать требованиям I класса прочности, приведенным в табл. 2 «Инструкции» СН 25-74;
слоев оснований. В этом случае укрепленный грунт должен отвечать требованиям I - II классов прочности вышеуказанной табл. 2;
защитных слоев. Показатели физико-механических свойств таких укрепленных материалов должны быть такими же, как при укреплении песков битумной эмульсией, т.е. иметь следующие значения:
Предел прочности при сжатии неводонасыщенных
образцов при 20 °С, МПа, не менее................................................................. 0,4
То же, водонасыщенных образцов при 20 °С, МПа........................................ 0,3
Предел прочности при сжатии при 50 °С, МПа, не менее............................ 0,2
Капиллярное водонасыщение, % по объему, не более................................... 8,0
Коэффициент морозостойкости, не менее...................................................... 0,6
1.4. Внедрение настоящих рекомендаций в практику дорожного строительства позволит:
снизить расход портландцемента по сравнению с фактическим на 1 - 3 % массы смеси или на 40 - 80 т на 1 км дорожной одежды, устраиваемой с использованием укрепленного материала;
получить укрепленный материал с требуемыми или улучшенными показателями морозостойкости и деформативности;
заменить на 30 - 70 % дефицитный вязкий битум в смесях, предназначенных для устройства нижних слоев покрытий, верхних слоев оснований или оснований (в том числе и защитных слоев).
2. Требования к исходным материалам и добавкам
Грунты
2.1. Рекомендуемые для укрепления при строительстве автомобильных дорог в районе г. Серпухова и г. Минска грунты приведены в табл. 1.
2.2. Для дорог в Калининской и Псковской областях используют мелкий песок, песок средней крупности с включением гравия, а также песчано-гравийную смесь.
2.3. При строительстве дорог в Средней Азии применяют для укрепления следующие разновидности местных грунтов:
крупнообломочные грунты или смеси подобранного состава, в том числе различные отсевы и отходы дробления гравия;
пески разной крупности, включая мелкие одноразмерные, например барханные пески пустыни Каракумы.
Крупнообломочные грунты и подобранные смеси не должны содержать частиц крупнее 25 мм.
Вяжущие
2.4. Для укрепления указанных выше грунтов применяют:
портландцемент марки 400, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178-76 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»;
нефтяной гудрон в виде эмульсии. Вязкость его при 60 °С должна быть не менее 100 с, температура вспышки - не ниже 120 °С. В качестве эмульгатора используют СДБ в количестве 3 - 3,5 % массы нефтяного гудрона. Пригодны также эмульгаторы, приведенные в ГОСТ 18859-73 «Эмульсии дорожные битумные», позволяющие получать эмульсии класса МА.
Для получения эмульсии нефтяной гудрон нагревают до температуры 100 - 110 °С. При использовании вязкого нефтяного гудрона температуру его нагрева повышают до 120 - 180 °С. Водный раствор эмульгатора необходимо нагревать до 75 - 80 °С. Доводить раствор эмульгатора до кипения категорически запрещается;
Таблица 1
Грунт
Карьер
Условия доставки грунта к смесителю
Рекомендуемые по проекту для дороги в районе г. Серпухова
Песок пылеватый
Резерв «Венюково»
Автовозка на 10 - 20 км
То же
Резерв «Сокольниково», скважина 31
То же
Супесь легкая
Резерв «Тупичино»
"
Дополнительно рекомендуемые Союздорнии
Песок мелкий
Резерв «Тупичино», скважины 32, 33
Автовозка на 10 - 20 км
Резерв «Домодедово», скважины 51, 52, 58
То же
Резерв «Тупичино», расчистки 60, 82
"
Рекомендуемые по проекту дороги в районе г. Минска
Песчано-гравийная смесь
Карьер «Дубровинский»
Железнодорожным транспортом на 400 - 500 км
То же
Карьер «Кохановский»
То же
Песок крупный
Выемка ПК 715
Автовозка на 15 - 20 км
Песок гравелистый
Резерв «Подстаринье»
То же
Песок средний (составленный)
50 % песчано-гравийной, смеси карьера «Дубровинский» 50 % песка намывного
Железнодорожным транспортом + автовозка на 15 - 20 км
50 % песчано-гравийной смеси карьера «Кохановский» + 50 % намывного песка
То же
Дополнительно рекомендуемые Союздорнии
Песок мелкий
Карьер «Кобрино»
Автовозка на 10 - 15 км
Резерв «Леснянский»
То же
Резерв «Залужье»
"
Гидронамыв р. Шара
"
То же, р. Ясельда
"
То же, р. Жегулянка
"
госсиполовую смолу - отход масложирокомбинатов. Свойства ее должны отвечать требованиям ОСТ 18-114-73, а вязкость при 80 °С должна быть не менее 40 с.
Добавки химических веществ
2.5. Для уменьшения расхода цемента в цементо-грунтовых смесях предлагается применять следующие добавки:
сульфитно-дрожжевую бражку (ОСТ 8079-74 «Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки»);
хлористый кальций (ГОСТ 450-77 «Кальций хлористый технический. Технические условия»).
Эти добавки наиболее дешевы и доступны.
Не исключается возможность использования в качестве добавок других веществ: латекса СКС-65ГП (ГОСТ 10564-75 «Латекс синтетический СКС-65ГП»), гидрофобизирующей жидкости ГЖ 136-41 (ГОСТ 10834-70 «Жидкость гидрофобизирующая 136-41»), полимерно-синтетической поверхностно-активной добавки СПД (ТУ 38-101253-77).
Изменение норм расхода цемента при использовании указанных веществ в качестве добавок показано в табл. 2.
Таблица 2
Укрепляемый грунт
Расход цемента, % массы смеси
без добавок
с добавками
Пески мелкие, в том числе одноразмерные
12
10
Пески пылеватые
13
11
Супеси
11
10
Примечание. Расход латекса для укрепления всех видов грунтов составил 1 - 1,5 % массы грунта, расход ГКЖ-94, ГЖ 136-41, СПД - 0,5 - 1 % массы цемента.
Таблица 3
Карьер
Укрепляемый грунт
Расход цемента и добавок
фактический
по рекомендациям Союздорнии
Цемент
СДБ
Цемент
СДБ (CaCl2)
Резерв «Венюково»
Песок пылеватый
13
1
12
1 (-)
Резерв «Сокольниково»
То же
13
1
10
1 (1)
Резерв «Тупичино»
Супесь легкая
13
1
12
1 (1)
Резерв «Сокольниково», скважина 32 или 33
Песок мелкий
-
-
10
1 (1)
Резерв «Домодедов
