Способ укрепления основания преимущественно автомобильных дорог

Способ укрепления основания преимущественно автомобильных дорог

Реферат

 

Использование: строительство автомобильных дорог и конструкции оснований дорожной одежды. Сущность: распределенный по нижнему основанию, не уплотненный крупноразмерный щебеночный слой пропитывают сухой смесью из равномерно перемешанного цемента и песка методом вывоза ее и распределения грейдером на проектную ширину и толщину с последующим последовательно уплотнением и пропитыванием водой, и вторичным уплотнением укрепленного основания. 2 табл.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, к конструкциям оснований дорожной одежды.

Известны способы укрепления щебеночных оснований дорожной одежды методом заклинки, имеющий модуль упругости 350 МПа (ВСН 46-83, с.101), обработки не на полную глубину песчано-цементной смесью методом перемешивания (СНиП 3.06.03-85, с.33.35), имеющий модуль упругости 500 МПа (ВСН 46-83, с.101).

К недостаткам предложенных способов относятся: низкий модуль упругости, технологические трудности по операции стационарного перемешивания щебня с цементно-песчаной смесью.

Известен способ возведения щебеночного основания дороги путем укладки сверху обожженных известняковых высевок с последующей укаткой (авт.св. N 483477 кл. Е 01 С 7/10, БНО N 33). Недостатком этого способа является: укрепление известкового щебня только на глубину 2-3 см; немедленное использование их на дороге, иначе произойдет гашение и эффект укрепления исчезнет; затрата энергии на обжиг известнякового камня.

Известен способ пропитки щебеночного основания цементно-песчаным раствором методом вдавливания, имеющий модуль упругости 500 МПа, (ВСН 46-83, с. 101). Недостатком такого способа является затруднение распределения ЦП смеси по поверхности щебеночного основания и дополнительного применения вибрационного площадочного оборудования для утопления ЦП смеси в межзерновое пространство с неравномерным распределением его по глубине щебеночного слоя, низкий модуль упругости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ пропитки щебеночного основания сухой цементно-песчаной смесью (Ю.М. Васильева и др. Дорожные одежды с основаниями из укрепленных материалов. М. Транспорт, 1989, с.160-161). Недостатком указанного способа является: увеличенный расход цементно-песчаной смеси 90 кг/м²; увлажнение цементно-песчаной смеси сразу же после распределения ее по поверхности, что приводит к образованию пустот в межзерновом пространстве за счет комкования цементно-песчаной смеси и увеличения трения между этой сырой смесью и поверхностью зерна щебня, а на поверхности щебеночного слоя тонкой цементно-песчаной корочки из материала, не прошедшего в межзерновое пространство, не участвующей в укреплении щебеночного слоя; заниженный модуль упругости укрепленного щебеночного слоя основания дорожной одежды, равный 810 МПа.

Цель изобретения улучшение заполнения межщебеночного пространства песчано-цементной сухой смесью повышенной плотности, увеличение модуля упругости отработанного ЦП смесью щебня.

Поставленная цель достигается тем, что распределенный по нижнему основанию не уплотненный, крупноразмерный щебеночный слой пропитывают сухой смесью из равномерно перемешанного цемента и песка методом вывоза ее и распределения грейдером на проектную ширину и толщину. Вся цементно-песчаная смесь легко проходит через щели межзернового пространства неуплотненного щебня (особенно слабопрочного известнякового, неподверженного дроблению при укатке).

Затем производят 10 проходное уплотнение катком на пневматических шинах с тем, чтобы цементно-песчаная смесь не только полностью заполнила межзерновое пространство, но и максимально уплотнилась там для последующего создания плотного цементно-песчаного камня, до полного водонасыщения цементно-песчаной смеси с последующей операцией уплотнения 3-6 проходами катками на пневматических шинах.

Таким образом, уплотненный слой из щебня и цементно-песчаной смеси увеличивает не только плотность, но и модуль упругости, превышающий в 1,5 раза модуль упругости материала.

П р и м е р 1. Металлическая форма размером 10х10х30 или 20х20х20 см засыпалась карьерным малопрочным известняковым отфракционированным щебнем размером 20.40, 40.70 мм.

Затем отдозированная цементно-песчаная смесь состава, мас. Портландцемент 18 Зола-уноса 12 Кварцевый песок 70, что составляло на 1 м² основания толщиной 10 см 52 кг (или 9,36 кг ПЦ, 6,24 кг З-У, 36,4 кг П), засыпалась с поверхности щебеночного слоя до полного заполнения межзерновых пустот.

После завершения этой операции щебеночный слой с цементно-песчаной смесью подвергался уплотнению вибрацией 10.13 с с пригрузом имитирующего давление вибрационного колеса с 10 проходами.

Затем проводили смачивание водой всего цементно-песчаного слоя в количестве 27-35л т на 1 м².

Вновь виброуплотняли слой в течение 4-7 с.

Полученный виброуплотненный укрепленный цементно-песчаной смесью щебеночный слой после 28 суточной выдержки подвергался как штамповым испытаниям (ВСН 46-85), так и разрушению призменного образца с определением деформаций индикаторами часового типа (стандартные испытания) для определения модуля упругости (начального модуля деформации).

Результату показали, что такой укрепленный щебеночный материал имеет модуль упругости от 1500 до 1800 МПа.

П р и м е р 2.

Заполнение металлической формы щебнем на проектную высоту, имитирующее щебеночное основание.

Пропитка сухой цементно-песчаной смесью межзернового пространства на 1/2 часть высота щебеночного слоя.

Виброуплотнение 10.13 с.

Пропитка верхней половины высоты щебеночного слоя.

Проливка водой всего слоя щебеночного основания 27.35 л/м².

Виброуплотнение 4.7 с.

Модуль упругости укрепленного щебня по этому технологическому процессу составил 2400 МПа.

Ниже представлена ориентировочный сравнительная табл.1 по технологии укрепления щебеночного слоя с расчетом экономической эффективности по известному и предлагаемым способам.

Экономическая эффективность на 100 м² площади составит С₁-С₂=154,14-90,0=54,14 руб.

Таким образом, используя иной способ укрепления малопрочного известнякового щебня можно получить более прочный укрепленный щебень, превышающий по модулю упругости известное значение соответственно в 1,48; 1,85; 2,96 раза с экономическим эффектом 54,14 руб. на 100 м² площади укрепленного основания дорожной одежды.

Калькуляция стоимости цементно-песчаной смеси с приготовлением 1 м³ приведена в табл.2.

Формула изобретения

СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ путем последовательной укладки на него крупного фракционированного щебня и сухой цементопесчаной смеси, увлажнение и виброуплотнение основания, отличающийся тем, что перед увлажнением осуществляют дополнительное виброуплотнение щебня и сухой цементопесчаной смеси до полного заполнения последней межзерновых пустот щебня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3