Направление строительства дороги выбирают в зависимости от расположения производственных предприятий, условий поставки материалов и условий расположения сосредоточенных работ

 

Вопрос № 2. Практическое занятие № 9.

Практическое занятие используется при выполнении курсового проекта для построения линейного календарного графика.

Тема 2.18

  Строительство дорожных одежд с использованием 

местных материалов. (4 часа)

 

Должны знать:    1. местные материалы, применяемые для строительства автомобильных

                                 дорог;

                                2. технологию строительства дорожных одежд с использованием                                 местных материалов.

Вопросы:   1. Местные природные материалы и отходы промышленности, применяемые для строительства дорожных одежд.

2. Технология улучшения грунтовых дорог добавками шлаков, торфа и др. материалов.

3. Строительство дорожных одежд из шлака и дресвы.

4. Технология применения зол уноса и полимеров при строительстве дорожных одежд.

 

Литература: Славуцкий А.К. и др. «Автомобильные дороги. Одежды из местных материалов»: Учебное пособие для вузов. - М.: Транспорт, 1987, - 255 с.

 

Вопрос 1. Местные природные материалы и отходы промышленности, применяемые для строительства дорожных одежд.

 

Местные материалы – собирательное наименование различных природных (щебень, гравий и др.) и искусственных (шлак, керамзит и др.) каменных материалов и полуфабрикатов, применяемых для строительства дорожных одежд и сооружений. Их разделяют на местные и привозные.

Местными называют материалы, доставляемые на место производства работ без использования ж/д, речного и морского транспорта.

Природные местные каменные материалы являются продукцией, получаемой при добыче и разрушении горных пород. К природным материалам относят:

- изверженные горные породы (гранит, диабаз и др.) отличаются высокой прочностью;

- метаморфические породы (мрамор, кварциты и др.) обладают высокой прочностью;

- осадочные породы (известняки). Известняки широко распространены на европейской части России. Они состоят из сцементированных зерен кальцита с примесью глинистого материала, кремнезема, окислов железа и др.

В месторождениях известняки залегают слоями различной толщины и различного качества. Их различают: мраморовидные известняки, известняки-ракушечники, оолитовые известняки, мел, опока.

- осадочные породы химического происхождения (доломиты, магнезиты, известняковые туфы, гипс и др.). Характеризуются наличием пустот и трещин.

- обломочные горные породы (валуны, гравий, песок, дресва и др.).

 

Природные каменные материалы, как правило, содержат вредные примеси, поэтому их обогащают.Обогащение – процесс обработки минеральных материалов с целью получения продукции необходимого качества. Обогащение различают мокрое (промывка) и сухое (грохочение).

Искусственные материалы – это отходы и побочные продукты различных отраслей промышленности.

 

К ним относят:      

  каменные материалы:

- металлургические шлаки, которые получают в виде отходов при выплавке металлов из руды (доменные, мартеновские и др.). Доменные шлаки различают: кислые, имеющие высокую прочность (их дробят на щебень требуемых фракций), основные, имеющие пониженную прочность и обладающие вяжущими свойствами и гранулированные (имеющие невысокую активность после их помола).

- топливные шлаки, получаемые при сжигании твердого топлива в котельных и ТЭЦ;

- отходы промышленности (золы уноса, золошлаковые смеси, обладающие невысокой активностью, а также отходы каменных карьеров и горнорудной промышленности, силикатная крошка (шара), битый кирпич и т.п.).

- побочные продукты (шлам-продукт при получении каустической соды и др.);

- отходы строительства (старый асфальтобетон).

органические вяжущие:

- побочные продукты коксохимического производства (каменноугольный деготь, смолы, пек, бензольные составляющие и т.п.);

- побочные продукты предприятий нефтегазовой промышленности (гудроны, смолы дегти, древесный и таловый пек, кубовые кислоты и кубовые остатки стирола, пиролизная смола др.);

- вторичное сырье (резиновая крошка, остатки от регенерации отработанных смазочных масел и др.).

 

 

Вопрос 2. Технология улучшения грунтовых дорог крупно скелетными добавками шлака, торфа и др. материалов.

Грунтовые дороги и верхние слои земляного полотна можно улучшать гранулометрическими добавками,доводя грунт  до оптимального состава или крупно скелетными добавками, создавая в слое каркас (скелет) из этого материала, а грунт, заполняя промежутки между ними, обеспечивает связность и водонепроницаемость уплотненного слоя.

Оптимальный состав грунта состоит из различных по крупности частиц, взятых в определенном соотношении. При этом наиболее крупные частицы создают скелет оптимальной смеси, а мелкие пылеватые и глинистые частицы заполняют поры и соединяют смесь в плотную массу.

В качестве гранулометрических добавок используют песчаные и песчано-гравийные смеси при глинистых грунтах земляного полотна, и суглинистые грунты и торф при песчаных малосвязных грунтах.

Гранулометрические добавки вывозят и распределяют равномерным слоем по поверхности земляного полотна, затем перемешивают на требуемую толщину (15-25 см) автогрейдером, дорожной фрезой или дисковой бороной. Торф предварительно размельчают фрезой. Готовую смесь профилируют автогрейдером и уплотняют. Уплотнение может происходить под движением автотранспорта при периодическом увлажнении смеси. В процессе уплотнения и при эксплуатации дороги ее поверхность периодически профилируют автогрейдером (обычно после дождя).

При улучшении крупноскелетными добавками в качестве улучшающих добавок используют шлаки,дресву,ракушку,  малопрочный щебень. Наиболее прочным получается слой тогда, когда щебенки, создавая каркас, частично заклиниваются, а грунт заполняет оставшиеся поры.

Укрепляющие добавки можно вводить двумя способами:

1. постепенным за 2-3 приема вдавливанием добавок в грунт при уплотнении. Добавки рассыпают слоем 3-5 см на грунтовую, влажную поверхность, и уплотняют катками или под движением транспорта. После вдавливания добавок процессы повторяют. В процессе эксплуатации дороги происходит перемешивание добавок с грунтом под движением и периодическом профилировании. Толщина слоя получается 12-15 см;

2. перемешиванием добавок с грунтом после их распределения по поверхности проезжей части автогрейдером, дорожной фрезой или дисковой бороной. Готовую смесь профилируют и уплотняют укаткой или под движением, с периодическим профилированием. Толщина слоя до 20-25 см.

Вопрос 3.  Строительство слоев дорожных одежд из шлака и дресвы.

Шлаки - продукт отхода металлургической промышленности (доменные, мартеновские) или сгорания твердого топлива (котельные). 

Шлаковые отвалы рыхлят обычно взрывным способом.

Кислые доменные шлаки обладают высокой прочностью, поэтому их дробят и сортируют по фракциям, и используют их так же как фракционированный щебень. 

Основные доменные и мартеновские шлаки имеют меньшую прочность и при уплотнении тяжелыми катками раздавливаются. Поэтому слои из них устраивают с коэффициентом уплотнения 1,4- 1,5. Уплотнение шлака выполняют сначала легкими катками (3- 4 прохода), затем, после срезки неровностей автогрейдером, уплотняют тяжелыми катками с поливкой водой. Признаком окончания уплотнения служит образование на поверхности плотной корки, на которой не остается следа от прохода катка.

При использовании котельных шлаков уплотнение выполняют только легким катком с поливкой водой. Поверхность засыпают шлаковой мелочью и подкатывают легким катком за 2-3 прохода.

Дресва – продукт выветривания скальных пород (щебень разного размера и формы).

Дресву укладывают слоем 22-24 см и уплотняют пневмокатками с поливкой водой до получения ровной сплошной поверхности.

 

 

Вопрос 4.  Технология применения зол уноса и полимеров при строительстве дорожной одежды.

 

При сжигании твердого топлива ТЭЦ получаются золы уноса и золошлаковые смеси, которые обладают не высокой активностью, поэтому их можно использовать для укрепления грунтов самостоятельно, добавляя в грунт до 20-30% вяжущего от массы грунта. 

Технология работ по укреплению грунтов такая же как и цементом см. тему 2.9.  

После устройства слои выдерживают 2-3 недели, а затем устраивают вышележащие слои. Более эффективно применение этих материалов в сочетании с цементом 15-25% - цемент;

75-85% - золы уноса или золошлаковые смеси. 

Технология работ такая же, однако вяжущие вводят поочередно: сначала золы уноса и золошлаковые смеси и перемешивают с грунтом, затем цемент и окончательно перемешивают. После этого разливают воду, а остальные работы выполняются также как и по укреплению цементом.   

Смеси из малопрочных минеральных материалов (песок, песчано-гравийные смеси, грунты), укрепленные синтетическими смолами практически превращаются в бетоны на полимерном вяжущем.

Полимерцементные бетоны получают двумя способами:

1. введением в состав минеральных смесей при смешивании водных дисперсий полимеров; 

2. пропиткой готовых изделий (смесей) на требуемую глубину маловязкими синтетическими продуктами с отвердением их в капиллярах и порах материала.

Наиболее распространенными являются следующие полимерные смолы:

- поливинилацетатные эмульсии;

- дивинил стирольные латексы;

- сополимеры винилиденхлорида с винил хлоридом типа латекса.

Поскольку полимерные вяжущие после введения отвердителя начинают быстро твердеть, поэтому смесь лучше приготавливать в передвижных мешалках, тут же распределять и уплотнять. 

Тема 2. 19