Стабилизация грунта: основные этапы. Стабилизация грунта цементом


Стабилизация грунта: основные этапы

В строительстве любого покрытия необходим изначальный расчет его износостойкости и несущей способности. Одни методы применяются для пешеходных площадок, и совсем другой подход практикуется в создании автомобильных покрытий. Противодействовать напряжению, которое действует на дорожные одежды под транспортными потоками, помогает специальная основа. Для ее формирования применяется стабилизация грунта, предусматривающая использование органических и неорганических материалов.

Общие сведения о стабилизации грунта

Главное назначение этого мероприятия заключается в создании прочной основы под дорогой или площадкой, которая не будет деформироваться и расползаться в процессе эксплуатации. Весь рабочий процесс можно разделить на четыре этапа. В первую очередь технология стабилизации грунта предусматривает подготовку материала, из которого будет создана своего рода уплотняющая покрытие подушка. Далее из веществ, обладающих нужными характеристиками, создается активная смесь. Уже на месте использования с помощью специальной техники наносят массу на рабочую площадь. Заключительный этап предусматривает распределение и своего рода размешивание вещества с базовым грунтом.

Важно понимать, что данный процесс сам по себе является лишь промежуточным этапом в реализации общего проекта строительства дорог и площадок. Когда стабилизация грунта завершается, на подготовленную основу укладываются непосредственно изоляционные или технические пласты будущего покрытия.

Подготовка материала

Чаще всего используют цементные и известковые основы. В качестве разбавителей также могут применяться песок и щебень – их концентрация зависит от требований к будущему покрытию. При строительстве и конструировании дорожной одежды следует использовать и местный грунт. Например, если осуществляется стабилизация грунта известью, то будет уместно включение каменных материалов, которые создадут необходимую амортизирующую прочность. Другое дело, что такие дополнения должны предварительно измельчаться специальными фрезами. Непосредственно на месте засыпки стабилизационная масса составит примерно 10-20 % от местного грунта, который будет выступать основой для дорожного покрытия.

Создание смеси

Конкретный рецепт изготовления смеси определяется характеристиками, которые необходимо получить после завершения работ. К примеру, методы стабилизации грунтов с монолитной основой предполагают достижение таких качеств покрытия, как сдвигоустойчивость и повышенная упругость. В составе таких смесей обычно используют упомянутую комбинацию цемент-известь, которая также разбавляется активной золой и местным грунтом. Однако ее главным отличием является полное исключение щебня. В результате достигаются и другие важные свойства покрытия, среди которых - капилляро-прерывающие функции и повышение теплоизолирующих показателей.

Технически операция смешивания выполняется специальными дозировочными машинами. Современная техника позволяет выполнять смешивание с учетом показателей, занесенных через панель электронного управления. Исходные же параметры, по которым выполняется стабилизация грунта дороги, предварительно документируются в лаборатории. Далее полученные сведения становятся основой для разработки рецепта и приготовления укрепляющей смеси.

Распределение материала по поверхности

Перед выполнением этого этапа подготавливаются специальные емкости-распределители, в которые загружается смесь. На этой же стадии могут добавляться и различные модификаторы, посредством которых улучшаются базовые качества массы. На рабочей площадке оборудование равномерно распределяет дозированные вяжущие вещества на основе цемента и извести. Опять же в зависимости от проектных требований стабилизация грунта может выполняться с элементами рыхления, что в дальнейшем обеспечит более высокую степень трамбования массы. Кроме того, перед подачей могут включаться вспомогательные этапы подготовки смеси к распределению. Это могут быть операции врабатывания, измельчения и перемешивания компонентов массы. Возможности реализации этих технологических этапов зависят от функций конкретной спецтехники. Обычно используют многофункциональные машины, обеспеченные механизмами кулачкового сцепления с защитными клапанами, которые рассоединяются при перегрузках.

Врабатывание стабилизационной массы в грунт

Процедура может выполняться спецтехникой или ручным способом. От выбора технологии зависит возможность осуществления операции вблизи жилого массива, паркинга, аэродромной площадки или в условиях непогоды. Чаще всего для финального внедрения материала используют тракторы с трехточечной навеской сзади. Непосредственно с активной смесью взаимодействуют фрезы – действие напоминает рыхление с последующим уплотнением. В зависимости от проектного решения, по которому реализуется стабилизация грунта, строительство дорог на этой стадии может предусматривать и дополнительные операции. Например, оператор может осуществлять и распределение водно-эмульсионного вяжущего компонента, который также будет врабатываться в грунт в качестве отдельного активного вещества.

Заключение

Технологии обустройства дорожных покрытий особые требования предъявляют к формированию защитных прослоек. Наличие качественной изоляции и дренажных обсыпок позволяет предохранить будущую дорогу от многих негативных факторов. В свою очередь, стабилизация грунта формирует в некотором роде фундамент, на который в дальнейшем ложится физическое давление. Данное уплотнение должно не просто выдерживать напряжение, но и обеспечивать целостность общей структуры покрытия. Именно для этого в стабилизирующие смеси добавляют вязкие компоненты. В едином комплексе с известью и цементом они создают прочную, морозостойкую и водопроницаемую платформу для будущей дороги или площадки.

fb.ru

Стабилизация грунтов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   О дорожно-строительных машинах

Стабилизация грунтов

Грунты, применяемые в дорожном строительстве, имеют определенные предельные показатели прочности, т. е. способны нести определенной величины нагрузки от движущегося транспорта.

В последние годы был разработан новый метод повышения прочности грунтов путем внесения добавок вяжущих материалов — цемента, извести, битума, дегтя. Этот метод называют стабилизацией грунта вяжущими материалами. Укрепленные по этому методу грунты применяют для сооружения дорожных оснований под капитальные покрытия из асфальтобетона и для строительства облегченных покрытий вместо асфальтобетонных. Стоимость строительства оснований и покрытий из стабилизированного грунта в 3,5—5 раз дешевле, чем строительство щебеночных оснований или асфальтобетонных покрытий. Слой основания из стабилизированного грунта толщиной 30 см равнопрочен слою из щебенки толщиной 18—20 см; легкое покрытие из стабилизированного грунта толщиной 15—20 см равнопрочно асфальтобетонному покрытию толщиной 6—10 см.

Раньше дорожные покрытия сооружали в виде булыжной мостовой (булыжное шоссе) или путем укладки слоя щебенки толщиной 6—15 см, укатываемого колесами экипажей или дорожными катками (щебеночное или «белое» шоссе). С развитием автомобильного движения прочность этих шоссе оказалась недостаточной.

Основная причина быстрого разрушения белых шоссе колесами автомобилей заключается в слабой связи отдельных щебе- нок друг с другом.

Кроме того, в связи с высокими скоростями движения автотранспорта к дорогам предъявляются новые требования — ровность покрытия, беспыльность и хорошее сцепление с шинами.

Увеличение связности щебенок в покрытии достигается внедрением в толщу покрытия органических вяжущих материалов — битума или дегтя, что увеличивает прочность и изнсеоустойчивость дороги. Наличие вяжущих материалов в покрытии позволяет ровно укатать катками его поверхность, связать пыль и таким образом обеспылить дорогу и улучшить сцепление с шинами. Органическое вяжущее вещество обволакивает тонкой пленкой минеральные частицы и связывает их между собой.

Белое шоссе, обработанное битумом или дегтем, приобретает черный цвет и поэтому такие покрытия называют «черными».

Стабилизацию грунтов можно производить как на местных, так и на привозных грунтах. Для стабилизации наиболее подходящими являются супеси и суглинки. При стабилизации грунтов верхний растительный слой (дерн) с-корнями трав и кустарника должен быть удален, так как при гниении частиц растительности образуются пустоты.

Стабилизация грунтов состоит из следующих основных операций: – подготовки полосы грунта; – разрыхления и измельчения грунта; – распределения вяжущего материала; – перемешивания измельченною грунта с вяжущим материалом; – поливки и окончательного перемешивания с водой измельченного грунта, смешанного с порошкообразным вяжущим при стабилизации цементом или известью; – уплотнения полосы, стабилизированного грунта.

Подготовка полосы заключается в удалении дернового слоя и корней пней и кустарников и в планировании полосы.с засыпкой местных впадин и срезкой бугров и кочек.

При этом профилируют земляное полотно и нарезают боковые кюветы. Работы по подготовке полосы выполняют бульдозерами и, если нужно, корчевателями, а также грейдерами или автогрейдерами.

Если стабилизируют местные грунты, то соответствующую полосу земляного полотна подвергают разрыхлению и измельчению. Если стабилизация производится не на местном грунте, то нужный грунт привозят из притраосового карьера скреперами, тракторными прицепами или автосамосвалами, распределяют и планируют привезенный грунт на земляном полотне и затем его разрыхляют и измельчают.

Разрыхлять плотные, тяжелые супеси и суглинки целесообразно прицепными тракторными плугами и боронами.

Легкие грунты разрыхляют прицепными тракторными фрезами, которые затем измельчают разрыхленный грунт. Разрыхление и измельчение осуществляются несколькими проходами машин по обрабатываемой полосе.

Чем интенсивнее измельчается грунт, тем лучше и равномернее он смешивается с вяжущим материалом и тем прочнее получается стабилизированный слой. В нормально измельченном грунте количество частиц размером 3—5 мм не должно превышать 3—5% по весу, что проверяют специальными пробами.

Стабилизация цементом

Цемент или известь привозят на место работ в цементовозах или автосамосвалах и вручную лопатами распределяют равномерно по обрабатываемой полосе непосредственно перед перемешиванием всухую. Специальные машины для распределения цемента и извести пока не изготовляются.

Грунт смешивают с вяжущим всухую, затем поливают водой из автогудронатора, после чего окончательно перемешивают несколькими проходами прицепной фрезы и уплотняют укаткой.

Стабилизация битумом или дегтем

Битум или деготь привозят и разливают автогудронатором непосредственно перед перемешиванием, чтобы вяжущее не остыло.

Грунт с вяжущим материалом перемешивают несколькими проходами прицепной фрезы и уплотняют укаткой.

Стабилизированный слой уплотняют пневмошинным катком Д-219 на прицепе к автомобилю или колесному трактору. Буксировка катка гусеничным трактором недопустима из-за порчи поверхности полосы шпорами гусениц.

Читать далее: Дорожные цементовозы

Категория: - О дорожно-строительных машинах

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Стабилизация грунтов

   

стабилизация грунтов

Привет всем, в статье «Как я строил стадионы в Туле»  затронул тему  о стабилизация грунтов.  С стабилизационными работами я познакомился в 2010 году на объекте «Балаково Северсталь» работая в фирме специализирующейся по устройству дорог, аэродромов. В конце статьи опишу и покажу фото, как у нас начинались работы на этом объекте.

Придумали стабилизацию грунтов американцы в начале 80-х годов, впоследствии распространился в европейских странах. Этот метод оказался экономическим и технологически выгодным в подготовке основания в строительстве асфальтовых дорог, улиц населенных пунктов, для аэродромов.

Чем же так выгодна стабилизация грунтов, если сравнивать с классической схемой устройства асфальтовых дорог. При строительстве дорог в районах с грунтами обладающими низкой несущей способностью идет большой расход щебня и песка.  Деньги тратятся на закупку и доставку сыпучих материалов, что влияет на стоимость готовой дороги.

Плюсы стабилизации грунтов:

  • Уменьшение затрат на строительство дорог от 30 процентов.
  • Увеличение производительности дороги до 1 километра в день.
  • Увеличение гарантийного срока, что снижает затраты на ремонт дорог.
  • Любой тип грунта используется при устройстве дорог

Основная задача стабилизации грунтов это укрепления грунтов. Начинают работы с исследования физических свойств и на совместимость со стабилизирующими материалами грунта. Комплексно вяжущий материал добавляют для увеличения плотности грунтов.

На работах, в которых я участвовал по стабилизации в основном использовались такие материалы как цемент, гашеную известь, золы уноса. Применяют материалы имеющие статус отхода производства. В Балаково  часть стабилизации делали с фосфогипсом. На комбинате БМУ (Балаковские минеральные удобрения)  фосфогипс  круглосуточно вывозят БЕЛАЗами в гору  рядом с комбинатом, размеры этой горы огромные и каждый день она растет.

При использование фосфогипса для стабилизации дорог на  объекте Северстали, местная пресса начала радостно писать, что нашли применение отходам в дорожном строительстве.

Работа по стабилизации грунтов состоит из нескольких процессов:

  • Выемка грунта до отметок, чернозем весь удаляется
  • Рассыпают стабилизационный материал, с заданным количеством на 1 квадратный метр
  • Стабилизационная сцепка водовозка и TEREX (есть и другие машины) смешивают грунт с комплексно вяжущим материалом. На днище терекса большая фреза с зубьями,  вращаясь вкапываеться в землю и перемешивает стабилизационный материал с грунтом. С водовозки идет подача воды на фрезу.

стабилизационная сцепка TEREX и водовозка

  • Следом укрепляют грунт виброкатком не менее 15 тонн

Происходит полимеризация грунта, основание набирает прочность больше чем дорога, сделанная по классической схеме. Ко всему этому стабилизированный грунт не впитывает влагу, не подвержен эрозии.

На строительной площадке осенью, когда грязи было по колено и машины не могли передвигаться,  мы перемешивали фосфогипс с последующим тромбованием и по такой дороге грузовые машины могли ездить, не смотря на дождь. Стабилизация грунтов  применяется в осушение строительных площадок.

Стабилизированный грунт не нуждается в восстановлении, можно менять асфальтовое покрытие, не трогая основание.

Как мы начинали стабилизацию грунтов

В Балаково начинались работы с малым количеством людей, потом появились разнорабочие. Первые люди, приехавшие на строительную площадку были оператор катка, грейдера, терекса и механик.

Руководство закупило цемент, который привозили с Вольска в цементовозе и поставили нам задачу принимать этот цемент в биг беки (полиэтиленовые мешки выдерживающие вес до 1 тонны).

Фишка была в том, что при скачивание цемента с цементовоза нагнетается давление воздухом с помощью компрессора и он под давлением выходит из бочки. Только он с такой силой выходит (правильнее сказать выстреливает), что шланг человеку нельзя удержать.

На площадке Северстали Балаково мы были вторыми, это было поле без всяких строений. Емкостей под цемент никаких не было (самое смешное под конец работ фирма купила бочку).

Когда начали сдувать цемент с цементовоза мы ничего лучшего не придумали, как держать биг бэк и шланг, один человек держит мешок двое шланг с цементовоза. Помню водителю цементовоза такой цирк, когда он узнал, как мы будем принимать цемент, рассмешил. Он включил видеокамеру на сотовом телефоне, чтоб это заснять себе на память (наверно его коллеги по гаражу долго ржали).

Начали сдувать, давление потихоньку нагнетается, цемент вытекает не большим ручейком и перестает течь. Образовалась в трубе пробка 2 человека шланг держат,

давление в бочке еще больше нагнетается и бах выстрел люди падают, большое облако цементной пыли. В этом облаке только секунд через 15 видно  людей, которые все в цементе и задыхаются от этой пыли.

Делали еще 2-3 попытки, пока поняли, что ничего не получиться. В конце концов, привязали шланг и мешок к грейдеру и сдували спокойно, этот стабилизационный материл.

Вот так мы начинали делать стабилизацию грунтов на данном объекте, потом все наладилось, появился мощный компрессор, емкости под хранение цемента.

С уважением Олег Клышко

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Twitter

Мой мир

Google+

Pinterest

klyshko.ru

Технология укрепления грунта. Стабилизация дороги комплексным вяжущим.

Преимущества технологии стабилизации грунтов

  • -   Позволяет использовать (кроме органического) весь местный грунт без выемки и последующей замены обеспечивает применение существующих на объекте грунтов в качестве материалов для строительства.
  • -   Увеличивает срок службы конструкций.  
  • -   Исключает просадку оснований.
  • -   Перераспределяет нагрузки  и  гасит колебания от движения  транспорта.
  • -   Исключает проникновение влаги в конструкции.
  • -   Улучшает  морозостойкость всей конструкции.
  • -   Увеличивает несущую способность.
  • -   Уменьшает количество применяемых материалов. 
  • -   Сокращает транспортные перевозки  в соотношении: ( 1-машина с вяжущими материалами против 20-ти вывозящих грунт и, соответственно, 20-ти привозящих ему замену) итого - 1:40.
  • -   Стабилизация грунтов  гарантированно уменьшает  сроки   строительства.
  • -   Обеспечивает экономию средств и эффективность строительства. 

 

Применение в России технологии стабилизации

  • -   В России в основном преобладают влажные грунты с содержанием глины.
  • -   По классической технологии строительства в большинстве случаев грунты признаются неподходящими для строительства и подлежат выемке, утилизации и замене на другой тип эта операция занимает много времени и стоит дорого.
  • -   В основном заменяются влажные грунты, содержащие в той или иной степени глину на различные пески и другие дренирующие не связанные грунты, которые под воздействием влаги стремятся к размыванию и усадкам.
  • -   Грунт в связанном состоянии является хорошим и прочным строительным материалом по характеристикам способным выдерживать большие нагрузки, имеет низкую теплопроводность что важно в холодном климате и также является хорошим гидроизолирующим материалом.

 

Этапы проведения работ по укреплению грунтов

Будущее основание площадок

-   Часть грунтов подвергалась осушению химическими составами.

-   Изменялись свойства и гранулометрический состав.

-   Производилась стабилизация грунта основания на глубину 35 см.

-   На полученное основание снова распределялся грунт  и  добавлялись в определённой пропорции песок,  щебень и отсев. Всё перемешивалось на месте ресайклером  с добавлением вяжущих.

Строительство стабилизированного основания площадок с полным использованием местного грунта

По стабилизированному слою основания 35см выполняется следующий слой  27 см смешением на месте получаемый материал близок к тощему бетону В-7,5  М100, приготовленного на площадках. При выполнении данного  слоя   на несколько сантиметров захватывается  нижний это необходимо для консолидации  конструктивных слоев и формирования монолитной конструкции основания.

 Укладка асфальта на основание выполненное методом стабилизации

 

Состояние грунтов внутри складских комплексов до процесса стабилизации комплексным вяжущим

 

Стабилизация цементом основания полов

 

Полы на складе после стабилизации цементом

Несущая способность и ровность стабилизированного основания для бетонных полов - соответствуют проекту склада класса А+

-   Модуль 120 МПа;

-   ровность +/- 1 см;

-   можно принимать бетон;

-   нужно отметить, что в данной технологии не используется традиционное двойное армирование и большой слой бетона толщиной 30 см

 

Достаточно 20 см бетона с дисперсным армированием  фиброй и - ВСЕ!!!

Нагрузка на пол 12 т на 150Х150мм при 9 ярусном стеллаже

 

После семи лет эксплуатации...

 

Строительство временных и технологических дорог в Калужской области при строительстве автозавода «Пежо - ситроен»

Дорога 4 км построена за два дня по зеленому полю

Экономичность:

-   Сокращение потребности в транспорте в 40 раз.

-   Сокращение потребности  в Нерудных Строительных  Материалах

 

Сокращение сроков строительства:

-   Специализированный комплекс обрабатывает в течение рабочего дня 3000 м3 или (12.000 м2)  грунта!!!

 

Надежность:

-   Опыт  показывает, что стабилизация   комплексным вяжущим  обеспечивает модуль упругости на поверхности от 100 до  500 МПа и более, что превышает предельные  характеристики традиционных методов.

 

 

 Проведение работ по регенерации и стабилизации при ремонте  автомобильной дороги -  2008 год

 

 

Так выглядит эта дорога осенью 2013 года

  • -   Методом регенерации выполнен ремонт дорожной одежды на глубину 35см
  • -   Выполнение работ производилось одним комплексом 10 000м2 в день
  • -   Регенерация и стабилизация дорожной одежды выполнена одновременно с укреплением обочин
  • -   Профиль исправлен
  • -   Несущая способность увеличена в два раза
  • -   Дорожная конструкция защищена от попадания влаги

 

По технологии стабилизации известью в Балаково за два месяца 2010 года построены временные площадки и дороги:

 

Комплекс специализированной техники, используемой при укреплении грунтов

Для стабилизации грунта комплексным вяжущим, цементом или известью требуется следующая техника:
  • -   Регенератор стабилизатор
  • -   Бульдозер планировщик
  • -   Самосвал 6х6 4шт
  • -   Грейдер с лазерной и ультразвуковой автоматической  системой профилирования
  • -   Грунтовый каток
  • -   Импактор 3000
  • -   Распределитель стабилизирующих составов
  • -   Распределитель жидких составов.
  • -   Оборудование для приготовления комбинированных вяжущих средств.

 

Документы, регламентирующие применение метода стабилизации(укрепления) грунтов и регенерации

 

Государственные стандарты

  • -   ГОСТ 12801-98 - «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний».
  • -   ГОСТ 18659-81- «Эмульсии битумные дорожные. Технические условия».
  • -   ГОСТ 23558-94 – «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия».
  • -   ГОСТ 30491-97 – «Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия».
  • -   ГОСТ Р 52128-2003 – «Эмульсии битумные дорожные. Технические условия».
  • -   ГОСТ Р 52129-2003 - «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия».

 

Строительные нормы и правила

  • -   СНиП 3.06.03-85  -  Автомобильные дороги.
  • -   СНиП 32-03-96      -  Аэродромы.
  • -   Пособие к СНиП 3.06.03 – 85 - Пособие по строительству асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов.

 

Вернуться к списку технологий качественной укладки асфальтобетона

sdmachinery.ru

Технология стабилизации

 

   На сегодняшний день нами освоена новая технология строительства дорожной конструкции и обустройства площадок под различное назначение от складских терминалов до заводских цехов. В целях повышения надежности, прочности и долговечности, т.е. срока службы, дорожной конструкции целесообразно применение технологии стабилизации (укрепления) грунтов.

 При конструировании и строительстве дорожных одежд необходимо максимально полно использовать местные малопрочные каменные материалы, укрепленные неорганическим вяжущим веществом (цемент, известь, активные золы и др.)

   У таких монолитных оснований присутствует ряд преимуществ против классических дискретных (щебеночных) оснований:

● сдвигоустойчивость, более высокий модуль упругости;

● капилляро-прерывающие функции, не позволяющие грунтовым водам проникать в тело дорожной одежды;

● повышенные теплоизолирующие показатели, что улучшает морозостойкость все конструкции.

  При использовании технологии стабилизации грунтов неорганическими вяжущими материалами отпадает необходимость в значительном количестве транспорта, поскольку укреплять можно местный грунт, будь то суглинок, песок, скальный или дресвяный грунт, который находится неподалеку, а доставить к месту работ только вяжущее материалы. Разгружать цемент в машину для распределения вяжущего можно непосредственно на месте производства работ. Стабилизируя местные грунты можно получать прочное основание. Есть варианты, когда устроенное монолитное основание служит в качестве временных дорог, позволяя построечному и технологическому транспорту беспрепятственно перемещаться по участку строительства в любое время года. Потом, перед устройством покрытия, возможные локальные дефекты устраняются, и укладывается асфальтобетон.

  Следует отметить также высокую производительность ведущей машины – стабилизатора. При ширине обрабатываемой полосы 2,0 м на глубину до 50 см рабочая скорость машины составляет от 5 до 10 м/мин. Это обстоятельство позволяет значительно повысить производительность работ по устройству оснований дорожных одежд и сократить сроки строительства на 30%.

  Технология стабилизации местных грунтов может широко использоваться на небольших территориальных дорогах, в проектах которых, как правило, заложен небольшой объем земляных работ и предусмотрено устройство покрытий облегченного или переходного типа. В таких условиях устройство прочного и долговечного основания из минимума привозных материалов с небольшим защитным слоем износа сверху является оптимальным решением. А ввиду высокой производительности ведущей машины за строительный сезон можно сделать десятки километров дорог.

  В настоящее время при строительстве логистических комплексов, заводов и промышленных зданий различного назначения также нашла очень широкое применение технология стабилизации природных грунтов неорганическими вяжущими материалами. Для устройства оснований под бетонные полы и при выполнении земляных работ, а именно, обратных засыпок и вертикального выравнивания площадок, повсеместно используется метод укрепления (стабилизации) местных суглинистых грунтов известью, цементом. Это обусловлено целым рядом положительных аспектов, которые достигаются при данной технологии.

  Опыт выполнения работ показал, что при стабилизации связных грунтов известью модуль деформации на поверхности слоя составляет от 40 до 100 МПа, а при стабилизации цементом этот показатель значительно превышает 100 МПа, а в отдельных случаях достигает 200 МПа и более.

 

 

  Технология стабилизации грунта с использованием неорганических вяжущих материалов применяется в строительстве более 60 лет как в нашей стране, так и во многих зарубежных странах.

Стабилизация грунта – это эффективный способ создания оснований под различные покрытия (дорог, площадок и т.д.).  

Она представляет собой процесс тщательного измельчения и смешивания грунта с соответствующими органическими или неорганическими связующими материалами с последующим уплотнением.

Современное оборудование позволяет эффективно проводить стабилизацию грунта непосредственно на месте на глубину до 50 см за один рабочий проход с большой точностью дозировки вяжущих материалов.

Вяжущие материалы

   Основными и доступными минеральными вяжущими материалами являются цемент и известь. Обычно дозировка составляет от 3 до 10% каждого материала от массы укрепляемого грунта.

Лабораторными методами  практически всегда удается определить оптимальные количества вяжущих материалов, которые обеспечивают требуемые параметры стабилизации грунта.

Как правило, на первом этапе вносится и перемешивается известь с грунтом, на втором этапе - в смешанный грунт с известью вносится и перемешивается цемент.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Основы технологии производства работ

  При проведении работ выполняются следующие технологические операции:

   • Планировка поверхности основания.

   • Дозировка вяжущих материалов и распределение их по поверхности грунта.

   • Смешивание стабилизационной фрезой на требуемую глубину.

   • Уплотнение основания катками до требуемых показателей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Комплект оборудования для стабилизации грунта имеет производительность примерно до 10 000 м2 в смену.

  Технология стабилизации грунтов может широко использоваться на небольших территориальных дорогах, в проектах которых предусмотрено устройство покрытий облегченного или переходного типа (например, при строительстве коттеджных поселков). В таких условиях устройство прочного и долговечного основания из минимума привозных материалов с небольшим защитным слоем износа сверху является оптимальным решением. А ввиду высокой производительности оборудования за строительный сезон можно сделать десятки километров дорог.

   Также стабилизация грунта все шире применяется при строительстве логистических комплексов и промышленных  зданий для устройства оснований под бетонные полы и покрытия производственных площадок.

  У стабилизированных (монолитных) оснований присутствует ряд преимуществ по сравнению с классическими дискретными (щебеночными) основаниями:

  • сдвигоустойчивость;

  • более высокий модуль упругости;

  • капилляро-прерывающие функции, не позволяющие грунтовым водам проникать в тело       дорожной одежды;

  • повышенные теплоизолирующие показатели, что улучшает морозостойкость всей       конструкции.

  При стабилизации грунтов известью модуль упругости на поверхности слоя составляет от 40 до 100 МПа, а при стабилизации цементом этот показатель значительно превышает 100 МПа, а в отдельных случаях достигает 200 МПа и более.

Пример конструкций дорожной одежды представлен на рисунке:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    А) Основание дороги из щебня и песка.            Б) Стабилизированное (укрепленное)

  

Применение технологии стабилизации грунта позволяет существенно уменьшить расход щебня и песка и соответственно расходов на их приобретение и доставку, а также практически исключить вывоз грунта и в целом уменьшить затраты на строительство дороги на 15-20%.

www.pkfsb.com

Стабилизация грунта

Компания «Национальные ресурсы» предлагает услуги по стабилизации грунта (ГОСТ 23558-94) с применением неорганических вяжущих.Стабилизация грунта – это эффективный способ создания оснований под различные покрытия.

О компании Отзывы Техника Предложение

Компания "Национальные Ресурсы" более 10 лет работает в сфере строительства и оборудования дорожного основания.

Занимается полным комплексом работ по строительству дорожного покрытия и оснований дорог, также промышленных и складских площадок, методом укрепления и стабилизации грунта с применением различных материалов.

Гарантией качественно спроектированного и выполненного проекта является многолетний опыт работы компании - одно из главных наших преимуществ.

Команда профессионалов готова к выполнению работ в самых сложных погодных условиях с практически любым типом грунта. Благодаря большому практическому опыту и накопленной базе знаний по анализу грунтов, используя современное оборудование, компания "NR" обеспечивает подбор оптимального состава стабилизирующей смеси, что является залогом и гарантией качества дорожного основания до 15 лет.

За качеством проектов, работ и материалов стоит тесное научное сотрудничество с профильными институтами России и стран СНГ, которое дает нам еще больше уверенности как в применяемых технологиях, так и в их высоких показателях. Каждый образец грунта и дорожного покрытия проходят лабораторные исследования в специально смоделированных условиях, что позволяет не допустить ошибок при строительстве дорог.

Отзывы о выполненных заказах и профессиональном, а также научном сотрудничестве, резюме реализованных проектов и наша гарантия обеспечивают Вашу уверенность при строительстве либо ремонте дорог компанией "Национальные Ресурсы".

Компания "NR" обладает эффективным и производительным оборудованием для выполнения полного комплекса услуг по стабилизации и ресайклингу дорог.

В автопарке компании используются самые большие и производительные ресайклеры Wirtgen WR250. Производительность одного ресайклера составляет 8000 м2 за смену. Глубина уплотнения достигает 560мм.

Автопарк ресайклеров Wirtgen WR250 в количестве 10шт. позволяет выполнять самые сложные работы в крадчайшие сроки.

Также, в наличии компании используются: цементораспределители, катки, автогрейдеры и навесные стабилизаторы (для исользования на небольших площадях).

О технологии

Стабилизация грунта представляет собой процесс тщательного измельчения и смешивания грунта с соответствующими неорганическими связующими материалами (цемента или извести), добавляют их в пропорции 5-10% от массы, с последующим уплотнением.

При использовании данной технологии неорганическими вяжущими материалами отпадает необходимость в значительном количестве транспорта, поскольку укреплять можно абсолютно любые местный грунты, будь то суглинки, супеси или песчаные грунты, который находятся неподалеку, а доставить остается к месту работ только вяжущее материалы.

Представленная технология – это прочные износостойкие конструкции дорог и площадок с высокими качественными характеристиками для любых экстремальных нагрузок и климатических условий России.

Строительство дорог методом стабилизации грунтов

Дорожная конструкция созданная обычным методом

Дорожная конструкция укрепленная и стабилизированная

Слои

1. Асфальтобетон 10-12 см.

1. Асфальтобетон 4-6 см.

2. Щебень 20см.

2. Укрепленный и стабилизированных грунт 30см.

3. Песок 30см.

Технология стабилизации грунта применяется при следующем строительстве:

  • ремонт и реконструкция существующих автомобильных дорог;
  • при строительстве автомобильных дорог IV– V категории;
  • временных, технологических, вспомогательных и грунтовых дорог;
  • тротуаров, парковых, пешеходных и велодорожек;
  • автостоянок, парковок, складских и торговых центров и терминалов при создании прочных оснований под строительство объектов различных категорий;
  • полигонов ТБО и опасных веществ;
  • оснований под устройство промышленных полов и укладку тротуарной плитки;
  • оснований под железнодорожные пути.

Стабилизация грунта видео

Преимущества: СТОИМОСТЬ / ВРЕМЯ РАБОТ / ПРОЧНОСТЬ ОСНОВАНИЯ / ГАРАНТИЯ

Данный метод обладает рядом преимуществ перед традиционными способами строительства дорожных оснований.

СТОИМОСТЬ снижение стоимости стротельных работ на 50%.

СКОРОСТЬ РАБОТ от 3 000 м2 до 8 000 м2 в смену.

ПРОЧНОСТЬ ОСНОВАНИЯ предел прочности на сжатие при стабилизации грунта с использованием неорганических вяжущих достигает 500 МПа.

ГАРАНТИЯ Гарантийный срок дорожного основания с технологией стабилизации грунта достигает 15 лет.

Представленные преимущества стали возможны за счёт следующих факторов:

  • полного отказа от использования нерудных материалов (щебень, песок),
  • отсутствия земляных работ по выемке грунта под конструктив дороги, а соответственно отсутствия утилизации данного грунта,
  • полной механизации процесса,
  • современной техники, позволяющей ускорять скорость выполнения работ.

Стабилизация грунтов

Полученное основание можно эксплуатировать как самостоятельно, без нанесения слоя асфальта, так и вместе с ним.

ДО

ПОСЛЕ

Немаловажно и то, что метод не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, а также предполагает полную автономность и свободу в выборе материала. Современное оборудование позволяет эффективно проводить стабилизацию грунта непосредственно на месте на глубину до 50 см за один рабочий проход с большой точностью дозировки вяжущих материалов.

Ноу-хау компании Национальные Ресурсы

Применение технологии дезинтеграции Хинта стало возможным получение стабилизированного основания с применением цемента в количестве 2%.

Данная технология дает возможность увеличить прочностные характеристики стабилизированного основания.

Стабилизация грунта - это возможность строительства дороги из грунта, без наложения дорогостоящего асфальтобетонного основания.

Применение технологии стабилизации грунта

Действует гибкая система скидок! Индивидуальный подход в формировании ценовой политики к каждому клиенту!

Главный Инженер: +7(910) 739-05-98

cemdor.ru

Состав для стабилизации грунта и способ его использования в дорожном строительстве

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, площадок различного назначения, дорожек в парках и садах. Технический результат: разработка состава для стабилизации грунта, обладающего повышенными прочностью и водостойкостью без снижения морозостойкости, пригодного для применения при всех видах ремонтных и дорожных работ, а также при подготовке оснований для дорожного покрытия, причем требования к компонентам не должны быть очень жесткими, что позволит сократить расходы на дорожное строительство и повысить эксплуатационные характеристики дорожного покрытия. Состав для стабилизации грунта содержит гипс, цемент, известь и минеральную добавку, причем в него дополнительно введены доменный шлак и базальтовые волокна, а в качестве минеральной добавки вводится сажа при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипс - 35-42; известь - 17-23; цемент - 9-14; доменный шлак - 9-14; базальтовые волокна - 0,1-1,0; сажа - 17-22. Также описан способ использования указанного состава в дорожном строительстве. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, площадок различного назначения, дорожек в парках и садах.

Проблема увеличения срока эксплуатации дорог очень актуальна для России, т.к. темпы развития дорожной сети не соответствуют потребностям экономики страны. Увеличивается разрыв между темпами роста автомобилизации и развития дорог, что в итоге может привести к возникновению системных транспортных заторов и сдерживанию экономического роста из-за недостаточной пропускной способности дорожной сети.

В 2003 году было отремонтировано 20,8 тыс. км автомобильных дорог, в том числе 16,4 тыс. км территориальных дорог, что составляет всего 33,4% от нормативной потребности. Это означает, что не обеспечивается восстановление ежегодного износа автомобильных дорог. В создавшейся ситуации тысячи км автомобильных дорог не ремонтировались 10 и более лет, что уже привело к необратимому разрушению дорожных покрытий. Ремонт и восстановление этих дорог обойдется в 2,5-3 раза дороже, чем затраты на ремонт и модернизацию при своевременном их проведении.

Одной из главных причин возникновения и развития деформаций в теле земляного полотна является разупрочнение грунтов в результате их переувлажнения. Переувлажнение грунтов происходит из-за скопления воды в неровностях, которые образуются на поверхностях конструктивных элементов инженерных сооружений. В результате зимой происходит вспучивание, весной - разуплотнение грунтов и осадка, что приводит к потере прочности сооружений. Для обеспечения стабильности сооружения необходимо осушить переувлажненные поверхности. Одно из направлений осушения грунтов искусственных сооружений связано с использованием композиций для упрочнения грунтов на основе минеральных вяжущих. Благодаря введению в грунты минеральных вяжущих веществ излишняя влага расходуется на гидратацию и цементацию вяжущих, что способствует осушению и, как следствие, упрочнению грунтов.

Известна композиция для упрочнения грунтов, которая содержит наполнитель, вяжущее и фермент-уплотнитель [Патент РФ №2198857]. В качестве вяжущего используется доломитовая известь и цеолит, в качестве наполнителя - щебень фракции 20-70 мм с загрязнителем балласта, в качестве фермента-уплотнителя - поверхностно-активное вещество на основе протеинов и сахаров при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Доломитовая известь (в пересчете на CaO+MgO) - 40,0-50,0

Цеолит (в пересчете на SiO2) - 25,0-40,0

Щебень фракции 30-70 мм с загрязнителем балласта - 20,0-24,0

Фермент-уплотнитель - 0,3-1,0

Вода - остальное

Укрепляющая композиция осушает грунт за счет подобранных компонентов. Их работа происходит по замкнутому циклу: гидратация доломитовой извести - извлечение воды ферментом и цеолитом, приводящая к принудительному заполнению порового пространства между грунтовыми частицами примесями органических и минеральных частиц, переводу воды в молекулярное состояние и осушению грунта. Таким образом, укрепленный грунт имеет высокие прочностные характеристики, несмотря на наличие влаги, содержащейся в грунте.

Однако в процессе эксплуатации происходит потеря прочности укрепленной грунтовой композиции, что нарушает стабильность сооружения. Это обусловлено тем, что укрепленный грунт представляет собой монолит с неоднородной структурой. Неоднородность структуры вызвана тем, что монолит образован наполнителем - щебнем крупной фракции от 20 до 70 мм и тонкодисперсной фракцией вяжущего менее 0,05 мм, в которой отсутствует переходная фракция.

С целью устранения вышеуказанных недостатков в известный состав были введены известковый и бруситовые отсевы, т.е. более мелкая фракция (Патент РФ №2236504). Компонентный состав следующий, мас.%: доломитовая известь в пересчете на СаО+MgO - 11-12; цеолит в пересчете на SiO2 - 4-8; щебень - 50-58; известковый отсев - 19,2-20,0; бруситовый отсев - 7,2-8,0; фермент уплотнитель 0,6-2,0.

Доломитовая известь представляет собой гидравлическое вяжущее и в своем химическом составе содержит окислы кальция СаО и магния MgO.

Цеолит представляет собой адсорбент, в основе химического состава которого лежит окись кремния SiO2, и содержит окислы кальция СаО и магния MgO, железа Fe2O3, алюминия Al2O3 и титана TiO2.

В качестве наполнителя крупной фракции берут 50-58% щебня размером 30-70 мм, который благодаря адгезионным свойствам в любой конструкции становится арматурным каркасом.

Известковый отсев представляет собой отсортированные отходы переработки карбонатных пород - известняков, который в своем химическом составе содержит: 47,18-52,50% CaO, 1,16-2,08% MgO, 2,85-10,28% SiO2, 0,38-2,08% Fe2O3, 37,98-41,94% п.п.п. В своей структуре известковый отсев содержит частицы размером от 1 до 5 мм, пылеватые частицы размером от 0 до 1 мм и до 10% глинистых частиц.

Бруситовый отсев представляет собой отсортированные отходы дробления бруситовых пород и имеет следующий химический состав: 1,46-12,46% CaO, 55,02-62,73% MgO, 0,87-20,58% SiO2, 0,02-1,15% Fe2О3, свободные катионы Mg++ и гидроксильную группу (ОН). Структура бруситового отсева аналогична структуре известкового отсева.

Несмотря на некоторое улучшение физико-механических свойств, прочность и водостойкость, состав из-за наличия большего содержания крупной фракции щебня и относительно малого количества вяжущего, а также неоднородности фракционного состава отсевов не является оптимальным.

При вибродинамическом воздействии нагрузки быстрее подвергаются разрушению менее плотные структуры монолита, чем более плотные. В результате в менее плотных структурах образуются микротрещины. Прочность монолита уменьшается из-за образования микротрещин. Вода, попадая в микротрещины, замерзает в них зимой, увеличиваясь в объеме. Микротрещины превращаются в макротрещины. Наличие трещин способствует нарушению целостности монолита и последующему его разрушению.

В результате вибрации от щебня отделяются пылеватые фракции скальных пород из отходов производства, которыми загрязнен обычно укладываемый щебень. Кроме того, в результате дополнительного трения друг о друга происходит постоянное истирание самих частиц щебня. Пылеватые частицы оседают на поверхность монолита в виде "гребенки" и образуют дополнительные неровности.

Неровности в "гребенке" и трещины в монолите, заполненные водой, способствуют льдообразованию в упрочненном слое и подстилающих грунтах и, как следствие, их пучению. Все это приводит также к изменению физико-механических свойств защищаемой поверхности и возобновлению процессов вспучивания и деформирования земляного полотна и щебеночной призмы верхнего строения пути. Прочность монолита снижается до 20%.

Наиболее близким к заявляемому решению по компонентному составу и совокупности существенных признаков является вяжущее, предназначенное для укрепления грунта, которое содержит помол полуводного гипса, портландцемента, кремнеземсодержащую минеральную добавку и сухой пластификатор при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 2-8

Кремнесодержащая минеральная добавка - 6-32

Негашеная известь - 1,5-7,0

Сухой суперпластификатор "С-3" - 1,6-3,0

Гипсовое вяжущее - остальное.

В качестве минеральной добавки применялась зола уноса ГРЭС, которая не всегда соответствовала требуемому качеству и при соотношении цемент: добавка =1:8 делала применение золы в составе вяжущего нецелесообразным.

В результате сложного физико-химического и химического взаимодействия дисперсных частиц грунта, вяжущего (извести, гипса и цемента) и воды из грунтов укрепляемого слоя происходит образование гидросиликатов и гидроалюминатов Са, обладающих цементирующими свойствами.

Водопоглощение, обусловленное наличием золы, при цементации приводит к обезвоживанию грунта, расположенного ниже укрепляемого слоя.

Одновременно образование кристаллов различных типов солей силикатов и карбонатов Са и Mg приводит к уплотнению и упрочнению грунтовой композиции (Патент РФ №2070172).

Однако ввиду большого количества гипсового вяжущего и относительно небольшого количества цемента достигнуть оптимальной прочности и морозостойкости грунта проблематично.

Более того, по своей природе гипсошлаковые вяжущие являются быстросхватывающимися, поэтому транспортирование, распределение и уплотнение готовой смеси при строительстве дорожного полотна должно осуществляться в течение 2-3 часов с момента приготовления смеси, что существенно усложняет технологию их применения и, чтобы избежать быстрого схватывания смеси, приходится вводить замедлитель схватывания.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка состава для стабилизации грунта, обладающего повышенными прочностью и водостойкостью без снижения морозостойкости, причем состав можно было бы применять при всех видах ремонтных и дорожных работах, а также при подготовке оснований для дорожного покрытия, причем требования к компонентам не должны быть очень жесткими, что позволит сократить расходы на дорожное строительство и повысить эксплуатационные характеристики дорожного покрытия.

Технический результат достигается за счет того, что в вяжущее, используемое для укрепления и стабилизации свойств грунта и включающее следующие компоненты: гипсовое вяжущее, цемент, известь и минеральную добавку, внесены изменения по качественному и количественному составу компонентов, а именно:

- дополнительно введены доменный шлак и базальтовые волокна;

- в минеральной добавке зола заменена сажей;

- изменены соотношения компонентов смеси.

Кроме того, гранулометрический состав каждого компонента одинаков, в основном 0,8 мм, что способствует лучшему перемешиванию и уплотнению слоев грунта.

Таким образом, предлагаемый состав для стабилизации (укрепления) грунтов содержит гипс, известь, цемент, доменный шлак, сажу и базальтовые волокна при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипс - 35-42; известь - 17-23; цемент - 9-14; доменный шлак - 9-14; сажа - 17-22 и базальтовые волокна - 0,1-1,0.

Основу вяжущего составляют: гипс, известь и цемент. В качестве минеральной добавки - сажа и доменный шлак, которые можно считать и наполнителем. Замена золы на сажу способствует получению более качественного по водостойкости состава, т.к. ее состав более стабилен, чем золы.

В качестве уплотнителя применяются базальтовые волокна, являющиеся отходом переработки вулканических пород, которые играют роль сетки, формирующей структуру композиции.

Установлено, что в результате взаимодействия грунта, а именно алюмосиликатной составляющей, с известью образуются гидросиликаты и гидроалюмосиликаты, обеспечивающие морозостойкость, прочность материала основания. Разрушение образцов наступает после 12-14 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Для нахождения эффективных средств повышения морозостойкости грунтов, укрепленных известью, были испытаны добавки шлака и цемента. Добавка шлака приводит к увеличению кристаллов гидрата окиси кальция в процессе его кристаллизации. Образование более крупных кристаллов приводит к дополнительной растворимости гидрата окиси кальция, а следовательно, к повышению морозостойкости грунтов, укрепленных известью.

После многочисленных экспериментов различных составов, причем рассматривались компоненты с различными качественными характеристиками, были выбраны пределы варьирования каждого компонента, обеспечивающие оптимальные физико-механические показатели стабилизатора для различных грунтов (суглинок, песок, глина и т.п).

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаком тождественности (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения.

Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение явным образом не вытекает из известного уровня техники, определенного заявителем. Не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата.

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемый состав не вызывает сложности при его изготовлении и может быть успешно использован при устройстве автомобильных грунтовых дорог, аэродромов, парков и садов.

Укрепляющую грунтовую композицию получают путем механического перемешивания всех компонентов в реакторе, снабженном мешалкой с регулируемым приводом. Перед смешиванием каждый из компонентов подвергается помолу в шаровой мельнице с отсевом фракции 0,8 мм, которая направляется в соответствующий бункер, снабженный объемным дозатором.

С учетом качества каждого компонента, которое проверялось путем химического анализа на соответствие ГОСТу или ТУ на соответствующий компонент, технолог задавал соотношение компонентов. Приготовленная смесь транспортировалась в отделение упаковки. Производительность установки - 7,5 т/ч.

Однако для обоснования выбранного соотношения компонентов предварительно изготавливались в лабораторных условиях различные составы стабилизатора грунта.

Пример 1. Так в первом примере изготавливался состав при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гипс - 38, известь - 20, цемент и доменный шлак по 11,5, сажа - 18,5 и 0,5 базальтового волокна. Загрузка компонентов осуществлялась при непрерывном их перемешивании из расчета получения готового продукта, чтобы изготовить не менее трех образцов для исследования физико-механических свойств, т.е. не менее 2-3 кг.

Остальные примеры приготовления заявляемого состава приведены в таблице 1.

Из каждой партии отбирались образцы для исследования при различных температурах в течение определенного времени. Полученные результаты приведены в таблице 2.

Образцы, твердевшие в условиях отрицательных температур, с целью избежания их вымораживания закрывались полиэтиленовой пленкой. Прочность образцов при сжатии/растяжении определялась через 4 ч и 15 суток хранения в различных условиях. При этом образцы твердения в условиях отрицательных температур предварительно выдерживались при температуре 20°С и относительной влажности 90-100% в течение 3-4 ч до полного оттаивания.

Коэффициент стойкости к раннему замораживанию определялся как отношение прочности при сжатии образцов, твердевших 15 суток в условиях отрицательных температур, а затем 15 суток в нормальных температурно-влажностных условиях, к прочности при сжатии контрольных образцов, твердевших все время в нормальных температурно-влажностных условиях.

Плотность приготовленных составов отличается незначительно при различных количественных значений компонентов и находится в пределах - 2,09-2,23 г/см3. Значительно более важным является коэффициент уплотнения, который зависит от гранулометрического состава компонентов и позволяет судить о качестве укладки слоев дорожного покрытия.

Для сравнения в таблицах 1 и 2 приведены сравнительные данные образцов, соответствующих прототипу (пример 16). Образцы изготавливались в лабораторных условиях с соблюдением технологии, а состав укрепляющей композиции соответствует примеру 3, приведенному в таблице 2 прототипа.

Анализ примеров, приведенных в таблицах подтверждает целесообразность выбранного соотношения компонентов.

Наилучшие физико-механические показатели имеют примеры, в которых соотношение компонентов находится в пределах формулы изобретения (примеры 1, 14, 15).

В примерах 3, 9, 10 некоторые параметры оказались ниже, чем в прототипе. Это предел прочности на растяжение, сжатие и коэффициент водостойкости соответственно, что объясняется увеличением содержания гипса, уменьшением содержания шлака и недостатком сажи.

Показатели остальных примеров лучше, чем у прототипа, но уступают по некоторым параметрам качеству составов, соответствующих формуле изобретения.

Составы для укрепления грунта находят все более широкое применение при ремонте существующих и строительстве новых автомобильных дорог, а также в качестве основания асфальтобетонных покрытий.

Устройство конструктивного слоя дорожной одежды осуществляется по следующей технологии:

1) подача расчетного количества грунта из резервуара на проезжую часть;

2) разравнивание грунта на ширину 5-6 м с последующим его измельчением;

3) введение расчетного количества состава для стабилизации грунта с последующим равномерным перемешиванием его с грунтом до однородного состояния;

4) планировка слоя с последующим уплотнением.

Соотношение между грунтом, стабилизатором и влагой в основном определяется компонентным составом стабилизатора, его состоянием - жидкий или сухой и т.п. В зависимости от вида грунта (песок, щебень с гравием, суглинок и т.п.), а также вида работы (покрытие, ремонт и т.п.) определяют расход стабилизатора грунта (И.Романенко, Щ.Тимофеева, В.Жигалов "Способы укрепления грунтов основания дорог". Пензенская государственная архитектурно-строительная академия, 1999 г.).

Известен способ приготовления битумогрунтобетонов, используемых в качестве основания или покрытия при устройстве дорожных одежд. Холодный грунт-суглинок предварительно смешивают с органоминеральным шлимом, образующимся на предприятии машиностроения при механической и термохимической обработке подшипников в количестве 5-10% от массы грунта-суглинка до равномерного распределения его в грунте-суглинке, затем полученную смесь нагревают до 60-80°С, вводят в нее предварительно нагретый до 60-80°С битум в количестве 7,0-8,5% сверх 100% массы грунта-суглинка с последующим перемешиванием полученной смеси до получения однородной массы. Смесь уплотняют посредством 6-8-разового уплотнения катком.

Обработка грунта-суглинка способствует образованию гидрофобных оболочек на глинистых частицах, на что указывает снижение набухания и битумоемкости суглинка. Повышение теплоустойчивости свидетельствует об улучшении процессов смачивания и адгезии битума, особенно к частицам песка (содержание которых превышает 40%) с образованием на поверхности аутогенных пленок из гидроксидов железа и алюминия.

Достигается упрощение процесса, снижение расхода битума, повышение водо- и морозостойкости и теплоустойчивости битумогрунтобетона (Патент РФ №2137729).

К недостаткам этого способа покрытия следует отнести недостаточную прочность покрытия, необходимость нагрева битума и смеси, трудность достижения равномерного перемешивания смеси с грунтом.

Кроме того, учитывая то, что используется органическое вяжущее (гудрон, битум), хранение состава для укрепления грунта проблематично из-за быстрого его старения, поэтому состав практически приготавливают перед непосредственным использованием. Это не позволяет качественно контролировать физико-механические свойства самого укрепляющего состава.

Известна смесь для устройства дорожных оснований и покрытий, содержащая вяжущее, воду или жидкость затворения и заполнитель, в качестве вяжущего используется смесь отсева дробления отвального основного металлургического шлака (степень основности больше 1) и фторангидрита, взятых в соотношении 1:1, в качестве заполнителя грунт, состоящий из щебня и гравия, причем в смесь дополнительно вводят активатор-фторангидрит, предварительно нейтрализованный известью, а в качестве жидкости затворения используют водный раствор хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отсев дробления металлургического шлака - 11,00-20,00; фторангидрит - 11,00-20,00; фторангидрит, нейтрализованный известью - 1,20-1,60; хлориды - 0,25-0,35; вода - 7,0-8,0; заполнитель - остальное.

Способ реализуется следующим образом. Вначале на участке дороги осуществляют подготовку грунта, затем обрабатывают грунт всеми компонентами укрепляющей композиции и водой с последующим уплотнением. При этом увлажнение и обработку грунтов осуществляют одновременно (Патент РФ №2148120).

Эксплуатационные и прочностные качества такого основания не могут обеспечить необходимого качества, т.к. физико-механические показатели состава для укрепления грунта далеки от оптимальных значений.

Наиболее близким по технологии применения является способ, заключающийся в обработке грунта водой и укрепляющей композицией, содержащей вяжущее и органическую добавку, с последующим уплотнением грунтовой смеси, при этом в укрепляющую композицию дополнительно вводят цеолит и фермент-уплотнитель, в качестве вяжущего используют доломитовую известь, в качестве органической добавки - загрязнитель балласта и в качестве фермента-уплотнителя - поверхностно-активные вещества на основе протеинов и сахаров. Обработку грунтов компонентами укрепляющей композиции и водой осуществляют одновременно, при этом грунт обрабатывают укрепляющей композицией при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Укрепляющая композиция (стабилизатор грунта) - 6,0-10,0

Грунт - 70,0-80,0

Вода - 14,0-20,0 (Патент РФ №2192517)

Благодаря одновременной обработке грунтов компонентами укрепляющей композиции, а также введению в состав ее адсорбента (цеолита) и фермента-уплотнителя у укрепленного грунта значительно возрастает прочность, снижается водопоглощение и соответственно противопучинистые свойства. Дальнейшее механическое виброуплотнение грунтов приводит к сближению частиц грунта, что способствует уменьшению порового пространства и более качественному уплотнению грунтов.

Однако срок службы эксплуатации дороги недостаточен, т.к. укрепляющая грунт композиция неоднородна по составу. Она содержит 50-58 мас.% щебня фракцией 30-50 мм и фермент с гранулометрическим составом 0,05 мм. В результате вибронагрузок происходит измельчение щебня и прочность дорожного основания уменьшается. Большинство физико-механических показателей состава для стабилизации грунта уступает заявляемому составу. Это коэффициент уплотнения, водостойкость, а со временем и прочностные характеристики.

Использование в качестве укрепляющей грунт композиции предлагаемого состава позволит решить задачу более длительного срока эксплуатации дорожного покрытия и грунтовых автомобильных дорог.

Повышение прочности укрепляющей композиции обусловлено тем, что она кроме извести содержит цемент, базальтовые волокна и другие компоненты, однородные по гранулометрическому составу. В результате химического взаимодействия грунта с компонентами укрепляющей композиции начинается процесс его цементации. Цементация грунтов и увеличение их плотности за счет заполнения структуры грунтов малорастворимыми кристаллическими новообразованиями придает им повышение водостойкости - принудительным заполнением порового пространства между грунтовыми частицами примесями органических и минеральных частиц - гипсом и сажей.

Для получения технического результата в известный способ использования состава для стабилизации грунта в дорожном строительстве, включающий предварительную подготовку грунта, внесение в разрыхленный грунт заданного количества укрепляющей композиции при естественной влажности грунта меньше оптимальной, наносят его на дорожное основание с одновременным перемешиванием и увлажнением до оптимальной величины, затем смесь уплотняют, внесены некоторые изменения, а именно:

- предварительная подготовка грунта осуществляется в зависимости от вида работы;

- количество укрепляющего (стабилизирующего) состава составляет 4-6% от массы грунта в зависимости от его минералогического состава;

- измеряют начальную влажность грунта и контролируют конечную, которая не должна превышать 20 мас.%.

Рассмотрим применение предлагаемого состава для стабилизации грунта на следующих примерах реализации ремонта верхнего слоя грунтовых автомобильных дорог.

Пример 1. Подготовительные операции заключаются в том, что с грунтовой дороги снимается верхний слой толщиной 15-20 см. Грунт (по природе глинистый) откидывают, взвешивают и измеряют его влажность. Вес грунта составил 5 т, а влажность 8%. Затем верхний слой дороги укатывают катками не менее двух раз. Возвращают снятый грунт и с помощью ресайклера /стабилизатора грунта/, который фрезерует и разрыхляет грунт, одновременно смешивают его с добавляемым вяжущим (стабилизатором грунта), имеющим следующий состав, мас.%: гипс - 38, известь - 20, цемент и доменный шлак - по 11,5, сажа 18,5 и базальтовые волокна - 0,5. Масса стабилизатора грунта составила - 5%, т.е. 250 кг. Одновременно в грунт вводили воду из расчета доведения влажности грунта до 20%. После перемешивания грунт укатывали катками последовательно 6 раз.

Пример 2. Этот пример отличался только тем, что грунт в основном был песчаным и соответственно количество вводимого стабилизатора грунта составляло 6% от массы срезанного грунта. Состав стабилизатора грунта соответствовал приведенному в таблице 1 (пример 14). Начальная влага грунта была 3,5%, но процесс введения воды закончился, когда влажность грунта достигла 20%. Далее грунт уплотняли катком и трамбовками.

Пример 3 отличался от первого тем, что стабилизатор грунта вводился в грунт типа суглинка, а количество его составляло 4% от массы грунта.

Пример 4 отличался от предыдущих тем, что предлагаемый состав используется при создания подушки перед асфальтированием дорожного полотна. Основу подушки, в основном, составляли гравий и песок. Состав для укрепления грунта соответствовал примеру 1 таблицы 1. Количество композиции составило 6% от массы подушки, влажность доводилась до 20%. Затем грунт уплотнялся.

Для сравнения результаты испытаний дорожных покрытий приведены в таблице 3, в которой приведены те же показатели прототипа (усредненные значения).

Из анализа данных можно сделать вывод, что два показателя - прочность на изгиб и коэффициент водостойкости - у дорожных покрытий с применением предлагаемого состава выше, а два других примерно одинаковы.

Однако, учитывая данные таблицы 2, можно сделать вывод о том, что эксплуатационные показатели покрытий с предлагаемым составом практически со временем изменяются мало, а изготовленные по прототипу значительно быстрее теряют эти свойства, т.е. снижают прочность на сжатие и вследствие трещинообразования морозостойкость, т.е. преимущество нового покрытия становятся более очевидны.

Кроме того, при испытаниях было выявлено, что расход гравия и песка для создания подушки перед асфальтированием уменьшается на 30%.

В настоящее время состав для стабилизации грунта прошел опытную проверку в нескольких организациях и проектируется производство его, которое может быть введено в строй через 1.5-2 года.

1. Состав для стабилизации грунта, содержащий гипс, цемент, известь и минеральную добавку, отличающийся тем, что в него дополнительно введены доменный шлак и базальтовые волокна, а в качестве минеральной добавки вводится сажа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гипс 35-42
Известь 17-23
Цемент 9-14
Доменный шлак 9-14
Базальтовые волокна 0,1-1,0
Сажа 17-22

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что гранулометрический состав каждого компонента не превышает 0,8 мм.

3. Способ использования состава по любому из пп.1 и 2 для стабилизации грунта при ремонте или строительстве оснований дорог, включающий предварительную подготовку грунта, внесение в разрыхленный грунт заданного количества состава для стабилизации грунта при естественной влажности грунта меньше оптимальной, нанесение смеси на дорожное основание с одновременным перемешиванием и увлажнением смеси до оптимальной влажности, последующее уплотнение смеси, при этом для стабилизации грунта применяют состав в количестве 4-6 мас.% от массы обрабатываемого грунта, а увлажнение смеси осуществляют до достижения влажности 20 мас.%.

www.findpatent.ru


Смотрите также