Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород
Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСТРОЙСТВУ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ
ИЗ ЩЕБЕНОЧНЫХ, ГРАВИЙНЫХ И ПЕСЧАНЫХ МАТЕРИАЛОВ,
ОБРАБОТАННЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИМИ ВЯЖУЩИМИ
1. РАЗРАБОТАН ФГУП "Союздорнии".
2. ВНЕСЕН Управлением инноваций и технического нормирования в дорожном хозяйстве Государственной службы дорожного хозяйства.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Каменный материал, обработанный вяжущими, является одним из широко применяемых материалов для устройства слоев основания дорожной одежды, а при строительстве дорог низких технических категорий может быть использован и для устройства покрытия со слоем износа из черных смесей.
Настоящие Методические рекомендации излагают комплекс вопросов по требованиям к исходным материалам для приготовления щебеночно-песчано-цементной смеси (ЩПЦС) и смесям для устройства из ЩПЦС, слоев дорожной одежды из них.
Следует отметить, что ЩПЦС рекомендуется применять в качестве материала для устройства оснований при строительстве дорог I-V технических категорий, а покрытий на дорогах IV-V категорий.
В Методических рекомендациях представлена технология устройства слоев дорожной одежды как из смеси, приготовленной в смесительной установке, так и методом смешения на месте. Но следует отметить, что лучшее качество дорожной одежды обеспечивается при устройстве ее из смеси, приготовленной в смесительной установке.
Технология приготовления ЩПЦС изложена в параллельно разрабатываемых "Методических рекомендациях по получению оптимальных составов щебеночно-песчано-цементных смесей".
Для выполнения линейных работ (укладки, уплотнения, ухода) рекомендованы современные машины, имеющие высокий технический уровень, как отечественного, так и зарубежного производства, причем впервые разработана технология укладки ЩПЦС асфальтоукладчиками из смеси, приготовленной в установке, и технология методом смешения на месте с применением ресайклера.
Во всех случаях применения рекомендаций необходима привязка их к местным условиям работы с учетом наличия дорожно-строительных машин и механизмов, местных материалов, уточнения работ и калькуляции затрат труда.
Рекомендации подготовили: зав. лабораторией технологии и механизации дорожных работ О.Б.Гопин; зав. лабораторией каменных материалов В.С.Исаев; генеральный директор ФГУП "Союздорнии" В.М.Юмашев; ст. научн. сотрудник Л.М.Кириллова; ст. научн. сотрудник И.А.Афонина.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации предназначены для руководства при устройстве оснований или покрытий дорожных одежд из щебеночно-песчано-цементных смесей (ЩПЦС), нормируемых ГОСТ 23558 "Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия".
1.2. Настоящие Рекомендации предназначены для руководства при контроле качества используемых ЩПЦС, технологии строительства слоя и оценки качества устроенного слоя из ЩПЦС.
Вопросы конструирования, проектирования и расчета дорожных одежд со слоями из рассматриваемых материалов, а также их работы под воздействием транспорта и климата рассматриваются в соответствующих инструкциях по проектированию дорожных одежд жесткого и нежесткого типа.
1.3. Перечень нормативных и рекомендательных документов, на основе которых разработаны настоящие Рекомендации и на которые имеются ссылки в настоящем документе, приведены в приложении 1.
1.4. В настоящих Рекомендациях применяются следующие термины и определения.
Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства - это обработанный материал - цементоминеральный материал (ШПЦС, ПУС, ЩПЦМ, ПЦМ) - искусственный материал, получаемый смешением в карьерных смесительных установках песчано-щебеночных, песчано-гравийных, песчано-щебеночно-гравийных смесей, золошлаковых смесей и песка с цементом или другим неорганическим вяжущим и водой и отвечающий в проектные или промежуточные сроки нормируемым показателям качества по прочности и морозостойкости.
Щебеночно-песчано-цементные смеси (ЩПЦС), песчано-цементные смеси (ПЦС) - это искусственные смеси, получаемые смешением в смесительных установках или на полотне дороги, щебня (гравия), песка, цемента и воды в запроектированных соотношениях.
Щебеночно-песчано-цементный материал (ЩПЦМ), песчано-цементный материал (ПЦМ) - обработанный материал, отвечающий в проектные сроки нормируемым показателям качества по прочности и морозостойкости.
Основание (покрытие) - один из конструктивных слоев дорожной одежды.
1.5. Для устройства основания или покрытия применяют цементоминеральные материалы (ЩПЦС), которые должны иметь проектную марку по прочности на сжатие и проектную марку по морозостойкости по ГОСТ 23558. Состав цементоминеральных материалов (ЩПЦС), обеспечивающий проектные марки, должен быть подобран до начала строительства и утвержден руководством строительной организации.
1.6. Выпускаемая заводом смесь должна иметь оптимальную влажность, обеспечивающую получение максимальной плотности по ГОСТ 23558.
1.7. Продолжительность транспортирования смесей каменных материалов с цементом, начало схватывания которого не менее 2 ч, не должна превышать 30 мин при температуре воздуха во время укладки выше 20 °С и 50 мин при температуре воздуха ниже 20 °С. Уплотнение смеси следует закончить до конца схватывания цемента. Для повышения качества ЩПЦС целесообразно организовать производство работ так, чтобы уплотнение было закончено до начала схватывания цемента.
1.8. Объем ЩПЦС для устройства слоя в насыпном виде определяется длиной, шириной и толщиной слоя в уплотненном состоянии с учетом коэффициента запаса на уплотнение, равного 1,2-1,4, и уточняется пробной укаткой на первом этапе строительства с составлением акта.
Максимальная толщина устраиваемого слоя в уплотненном состоянии в зависимости от применяемых катков должна быть, согласно СНиП 3.06.03-85, не более 22-30 см.
1.9. При устройстве оснований и покрытий из ЩПЦС, приготовленной в установке, ее укладка может производиться универсальными асфальтоукладчиками, профилировщиками, распределителями бетона, автогрейдерами.
1.10. Все машины, применяемые для укладки смеси, должны быть оснащены автоматическими системами обеспечения ровности и поперечного уклона.
1.11. Применение автогрейдеров без автоматических систем допускается при обеспечении всех требований к ровности и геометрическим параметрам слоя.
1.12. При устройстве оснований и покрытий из ЩПЦС методом смешения на полотне дороги должны применяться фрезы, профилировщики, ресайклеры в паре с распределителями цемента или ресайклеры и оборудование для приготовления и подачи водно-цементной суспензии.
1.13. Для уплотнения слоя из ЩПЦС должны быть сформированы отряды самоходных катков с соответствующими амплитудно-частотными вибрационными характеристиками. Число катков в отряде определяется шириной укладываемой полосы и темпом укладки смеси.
1.14. Уход за свежеуложенным слоем основания или покрытия из ЩПЦС должен производиться розливом пленкообразующих материалов или с помощью автогудронатора с регулируемой системой распределения или машины по уходу за свежеуложенным бетоном, или укрытием влажным песком автогрейдером с поливомоечной машиной в зависимости от вида ухода.
1.15. В случае устройства двухслойного основания или покрытия верхний слой должен укладываться в течение одной смены с укладкой нижнего слоя при ограничении скорости движения построечного транспорта до 5 км/час или после набора материалом нижнего слоя не менее 70% прочности.
1.16. Движение построечного транспорта разрешается в день укладки или по достижении 70% проектной прочности.
Устройство вышележащего слоя разрешается в день устройства основания или после набора 70% проектной прочности.
2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ
2.1. Исходные материалы
2.1.1. В качестве компонентов смеси следует применять щебень по ГОСТ 8267 фракции 5-20 или 5-20 и 20-40 мм; песок по ГОСТ 8736.
2.1.2. Щебень и гравий по морозостойкости, прочности, содержанию вредных компонентов и примесей, стойкости против силикатного и железистого распадов должны соответствовать требованиям ГОСТ 8267, ГОСТ 3344, ГОСТ 25592.
2.1.3. Песок природный и из отсевов дробления горных пород должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736, песок из шлаков - ГОСТ 3344, мелкозернистая золошлаковая смесь - ГОСТ 25592.
2.1.4. Для приготовления обработанных материалов следует применять следующие вяжущие материалы: портландцемент и шлакопортландцемент по ГОСТ 10178 марок не ниже 400 для покрытий и 300 для оснований.
2.1.5. Для приготовления ЩПЦС следует использовать воду по ГОСТ 23732.
Для приготовления ЩПЦС рекомендуется применять пластифицирующую добавку, как правило, ЛСТ, по ТУ 13-0281036-05-89 "Лигносульфонаты технические. Технические условия".
2.2. Требования к ЩПЦС
2.2.1. Прочность обработанного материала в проектном возрасте (28 суток) характеризуют маркой. Соотношение между маркой прочности и прочности на сжатие и на растяжение при изгибе должно соответствовать требованиям, указанным в табл.1.
Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ
ИЗ ЩЕБНЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОРОД
Изложен комплекс технических мер по повышению качества и технико-экономической эффективности конструкций дорожных одежд с основаниями из каменных материалов различных горных пород.
Дана новая классификация горных пород и получаемого из них щебня, учитывающая происхождение, минералогический состав, прочностные свойства породы, а также пластичность мелких фракций, которые получаются при ее измельчении. Щебень охарактеризован по степени уплотняемости под катком. Указанный комплекс свойств позволяет более обоснованно выбирать материал для получения оснований дорожных одежд с требуемыми эксплуатационными показателями.
Методы производства работ, в первую очередь уплотнение щебня или смесей из каменных материалов, усовершенствованы в целях получения максимальных значений модулей упругости слоя с учетом свойств каменных материалов.
При отсутствии возможностей получения требуемого модуля упругости слоя предлагается укреплять основание цементопесчаной смесью по способу пропитки.
Приведены расход смесей и требования к их прочности. Для контроля качества строительства оснований из каменных материалов даны методы оценки модуля упругости и плотности слоя непосредственно в дорожной одежде.
Предисловие
Щебеночное основание - наиболее распространенный тип дорожного основания в практике современного строительства. Технологические преимущества оснований из щебня по сравнению со смесями, обработанными вяжущими, обусловлены простотой производства работ и возможностью проведения их в самых сложных погодных условиях, в том числе зимой. Наряду с этим, технико-экономическая эффективность дорожных конструкций со щебеночными основаниями зачастую снижается из-за неудовлетворительного качества их проектирования и строительства.
"Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород" направлены на повышение качества проектирования и строительства дорожных одежд со щебеночными основаниями. Они могут быть использованы при проектировании и строительстве нежестких дорожных конструкций, в которых щебеночное основание является несущим конструктивным элементом.
Настоящие "Методические рекомендации" разработаны на основе опыта строительства щебеночных оснований трестов "Севзапдорстрой", "Лендорстрой", производственного объединения "Ленавтодор" и экспериментально-технических исследований Ленинградского филиала Союздорнии по вопросам физико-механических свойств каменных материалов и устроенных из них конструктивных слоев, совершенствования принципов конструирования и технологии производства работ и др. В разработках использованы результаты исследований Союздорнии, МАДИ, ХАДИ, материалы обследований дорог в процессе эксплуатации и зарубежный опыт строительства оснований дорожных одежд.
"Методические рекомендации" составили кандидаты технических наук А.О.Салль, Ю.М.Васильев, В.М.Юмашев.
1. Общие положения
1.1. Эксплуатационная устойчивость дорожной одежды зависит в основном от жесткости щебеночного основания, оцениваемой модулем упругости ("Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа" ВСН 46-72).
1.2. Выполнение требований "Методических рекомендаций по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород" позволяет управлять качеством щебеночного основания с технико-экономической оптимизацией выбора конструктивных решений, материалов и методов строительства. "Методические рекомендации" развивают и дополняют действующие нормативные документы: ВСН 46-72 - по вопросам конструирования дорожных одежд с учетом свойств каменных материалов основания, "Автомобильные дороги. Правила производства и приемки работ. Приемка в эксплуатацию" СНиП III-Д.5-73 и "Технические указания по устройству оснований дорожных одежд из каменных материалов, не укрепленных и укрепленных неорганическими вяжущими" ВСН 184-75 - в части требований к щебню, технологии строительства щебеночных оснований и контроля их качества; при этом материалы и методы производства работ выбирают из условия достижения конструктивными слоями максимальной жесткости.
2. Классификация и выбор каменных материалов
2.2. Для обеспечения жесткости щебеночного основания необходимо предъявлять требования к следующим основным свойствам щебня (табл.2.1):
прочности, устанавливаемой в соответствии с ГОСТ 8267-75;
твердости исходной горной породы;
числу пластичности образующихся при его измельчении зерен фракций мельче 0,63 мм;
Группа горных пород
Класс проч- ности
Марка по проч- ности
Потеря массы при испытании в полочном барабане, %, не более
Кате- гория пластич- ности
Магматические (граниты, сиениты, диориты, габбро, базальты, андезиты, трахиты, кристаллические сланцы и др.)
Песчаниковые (песчаники, кварциты)
Карбонатные (известняки, мрамор, доломиты)
Примечание. Щебень из гравия относят к той группе пород, представители которой в данном материале занимают более 50% объема.
2.3. Щебень в зависимости от пластичности мелочи, образующейся при его измельчении, подразделяют на три категории: П, С, Г, которые используют как дополнительную характеристику к классу прочности щебня (например, 400-П, 400-С и т.п.).
К категории П относится щебень, в котором мелкие фракции, образовавшиеся после его испытания на дробимость или износ в полочном барабане, представляют собой песок; С - мелкие фракции представляют собой супесь, Г - суглинок или глину.
2.4. По показателям механических свойств, от которых зависит жесткость щебеночного основания, щебень подразделяют на три группы:
А - прочный, легкоуплотняемый, из карбонатных пород, 2-3-го классов прочности. Смесь мелких фракций, образующихся при измельчении, не раскатывается (категория П);
Б - прочный, трудноуплотняемый, из магматических пород 1-3-го классов прочности и из песчаниковых пород 1-2-го классов прочности. Смесь мелких фракций, образующихся при измельчении, не раскатывается (категория П);
В - малопрочный, легкоуплотняемый из карбонатных и песчаниковых пород 4-5-го классов прочности и из магматических пород 4-го класса прочности (категории П, С, Г).
Щебень с удовлетворительной уплотняемостью - из песчаниковых пород 3-го класса и из карбонатных пород 1-го класса прочности (см.табл.2.1) - может быть отнесен к группе А или Б в зависимости от имеющегося опыта его применения для устройства оснований в конкретных условиях.
2.5. При ограниченных сроках ввода дороги в эксплуатацию предпочтительнее щебень группы А, придающий основанию большую жесткость, чем щебень группы Б. Щебень группы В рекомендуется для дорог III-V категорий; щебень группы В категории Г для устройства оснований в I-III дорожно-климатических зонах недопустим.
При укреплении щебеночного основания цементопесчаной смесью применим щебень любой породы и прочности.
2.6. Область применения щебня зависит от размера фракций (мм):
для устройства щебеночных оснований
Щебень фракции 70-120 (150) мм трудно разравнивать, планировать и уплотнять, поэтому рекомендуется применять карбонатные породы, обычно малопрочные; слои из него укладывают толщиной не менее 25 см.
2.7. Для заклинки щебня, особенно в зимнее время, наиболее пригоден известняк марок 800, 600 и 400 категории П; для заклинки основной россыпи сверхкрупного щебня - щебень среднего размера; для заклинки крупного щебня - мелкий.
Допускается использование для этих целей каменных материалов из магматических и высокопрочных песчаниковых пород в виде клинца и высевок (0-15 мм), а также гравийных и гравийно-песчаных смесей. В смесях должно быть не более 5% пылевато-глинистых частиц, либо их мелкозернистая составляющая (мельче 0,63 мм) должна относиться к категории П. Максимальный размер зерен материалов, используемых для заклинки, должен быть в 2 раза (и более) меньше, чем щебенок основной россыпи.
3. Конструирование дорожной одежды с учетом
свойств материалов основания
3.1. Дорожная конструкция должна обеспечивать минимальное попадание в щебеночное основание воды с поверхности и отвод этой воды из несущих слоев. Для этого конструктивные слои на проезжей части и обочина должны размещаться таким образом, чтобы их водонепроницаемость возрастала в направлении снизу вверх.
Дополнительный (подстилающий) слой основания устраивается в зонах значительного и избыточного увлажнения на всю ширину земляного полотна. Коэффициент фильтрации песчаных дренирующих материалов должен быть не менее 2 м/сутки при устройстве основания из щебня категории С и не менее 1 м/сутки при устройстве оснований из щебня категории П. Необходимость в дренирующем слое отпадает, если земляное полотно отсыпано из песка с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сутки.
На обочинах предусматриваются водозащитные слои, которые должны иметь плотный контакт с покрытием проезжей части. Для их устройства используют грунтощебень, высевки, гравийно-песчаные оптимальные смеси с коэффициентом сбега более 0,8 и другие материалы с высокой плотностью.
Защитные слои можно устраивать методом укрепления верхней части песчаного слоя (5-8 см) вяжущими: цементом (2-4%), активной золой уноса (10-15%), битумной эмульсией (3-5%).
Наличие защитного слоя позволяет уменьшить толщину щебеночного основания на 3-5 см, меньшая толщина достигается при устройстве защитных слоев из зернистых материалов.
3.3. Минимальная толщина основания должна в 2 раза превышать максимальный размер зерен для фракционированного щебня и в 1,5 раза - для щебеночной смеси.
Основания из каменных материалов с разными физико-механическими свойствами целесообразно устраивать в два слоя, используя в верхнем слое более прочные и водо-, морозостойкие материалы.
Требуемая толщина верхних слоев дорожной одежды (щебеночное основание+покрытие) рассчитывается по прочности на сдвиг нижележащих слоев (ВСН 46-72).
3.4. Минимальная толщина покрытия из плотной асфальтобетонной смеси назначается в зависимости от модуля упругости щебеночного основания и интенсивности движения, приведенной к расчетному автомобилю группы А (ВСН 46-72), по табл.3.1.
Модуль упругости щебеночного основания, МПа (кгс/см)
Минимальная толщина асфальтобетонного покрытия, см, при интенсивности движения расчетного автомобиля группы А, авт./сутки
Читайте также: