Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Шлакобетонные основания


Шлакобетонные основания

Верхний слой шлакового основания ориентированной толщиной 15 см (в уплотненном состоянии) строят по типу шлакобетона. С этой целью отвальный шлак загружают в дробилки с шириной отверстия 40 мм. Из материала, прошедшего через дробилку, и устраивают верхний слой основания. Часто его одновременно подвергают прогрохотке на сите 10 мм. Шлаковые зерна меньшим размером измельчают в шаровой мельнице до шлакового порошка. Содержание в нем частиц размером менее 0,071 мм изменяется в пределах 50—60%, которые характеризуются повышенной активностью вследствие свежей поверхности излома.

Шлаковые щебенки крупностью 10—40 мм применяют только для устройства самого верхнего слоя основания автомобильной дороги или в качестве своеобразной расклинцовки каждого его слоя, устроенного по первому способу.

Качество основания существенно зависит от водошлакового отношения В/Ш, которое должна периодически контролировать производственная лаборатория: шлаки в слежавшихся отвалах неоднородны. В процессе их разработки необходимо обязательно уточнять значение В/Ш хотя бы из расчета объема на каждые 1000 м3 (см. гл. 1). Для этого строят график зависимости массы образцов от В/Ш (рис. 2.6). Для последующего испытания принимают такое отношение В/Ш, при kotqpom плотность уплотненного образца является наибольшей.



Рис. 2.6. Зависимость плотности (1) и предела прочности на сжатие (2) затвердевшего шлакового теста от водошлакового отношения.

Для изготовления, хранения и испытания образцов согласно методике, разработанной Ф. С. Климашевым еще в 1946 г., приготавливают смесь с найденным В/Ш, перемешивают ее в лабораторной мешалке в течение 10 мин. Готовую смесь укладывают в металлические формы размером 7X7X7 см и трамбуют 55 ударами механического копра. Для приготовления кубика требуется 700— 800 г смеси. Если образцы приготавливают в цилиндрических формах малого размера прибора стандартного уплотнения, то потребность в смеси снижается до 220—250 г. Сразу после изготовления образцы освобождают от форм. Для определения прочности Надлежит изготовить согласно ГОСТ 3344—83 не менее 20 образцов. Вначале их в течение 7 сут хранят на воздухе без дополнительного увлажнения при 18—20 °С, переносят на 19 сут в камеру влажного хранения и затем на 2 сут погружают в воду до полного водонасыщения. За показатель активности принимают предел прочности при сжатии образцов в возрасте 28 сут.

При этом следует иметь в виду, что медленный процесс твердения образцов еще не является признаком неудовлетворительных результатов, когда следует их браковать. Нужно лишь продлить время хранения образцов во влажной камере.

Для определения гидравлических свойств изготавливают в тех же формах прессованием на гидравлическом прессе под нагрузкой 10 МПа 12—15 образцов из той же смеси и выдерживают их в течение 1 сут на воздухе, после чего два из них опускают в воду. Если образцы распались, то остальные помещают в камеру влажного хранения, где их выдерживают не менее 26 сут для приобретения соответствующей водоустойчивости.

Чтобы определить набухание шлакового порошка, навеску массой 5 г помещают в мензурку, уплотняют 10-кратным постукиванием и измеряют ее объем. Затем в мензурку наливают дистиллированную воду до соответствующего уровня и оставляют для набухания.

Содержимое в мензурке ежедневно взбалтывают.

Если значение AV отвечает требованиям, предъявляемым к отвальным основным шлакам, то следует применять третий способ строительства шлакобетонных оснований. По предварительно уложенному шлаку толщиной слоя 20 см (в плохом состоянии) в соответствии с первым способом производства работ самый верхний слой основания толщиной 15 см устраивают по этому способу, т. е. цементораспределителем равномерно распределяют шлаковый порошок в количестве 250—270 кг/м2 щебня по поверхности проезжей части. При отсутствии цементораспределителя разгружают шлаковый порошок по оси основания, стремясь создать валик. При скорости движения автогрейдера около 15—20 км/ч, как установлено практикой, успешно распределяют порошок по шлаку.

Затем его увлажняют в летние дни из расчета 8—10% по массе, одновременно уплотняя тяжелыми катками с числом проходов не менее 17—25. Образующийся на поверхности шлам с активным шлаковым порошком полностью заполняет практически все поры верхнего слоя.

Кусковой шлак, точнее шлаковый щебень, образует каркас. Шлаковый шлам, заполняя поры в присутствии воды при свежей поверхности излома, образует как бы кристаллическую решетку. Коэффициент уплотнения составляет чаще всего не более 1,3.

Шлаковый порошок лучше всего изготавливать из свежего высокоактивного основного шлака, а более целесообразно из смеси гранулированного и кускового шлака в соотношении 1:1.

В результате верхний слой основания через 7 сут при надлежащем регулярном увлажнении напоминает тощий бетон М 50—60. На такое основание укладывают различные типы покрытий. В частности, на автомобильной дороге Ворошиловград — Дебальцево в 1950 г. уложено асфальтобетонное покрытие общей толщиной 11 см, находящееся и теперь в отличном состоянии. При вскрытии одежды его разрабатывали отбойными молотками так же, как и бетон М 100—150. Интересная особенность устроенной дорожной одежды с общей толщиной 46 см при интенсивности тяжелого грузового движения около 3500 автомобилей (из расчета на одну полосу) заключается в полном отсутствии сетки мелких трещин. Между тем на асфальтобетонном покрытии с основанием из известнякового щебня наблюдались многочисленные трещины. Через 3 года его пришлось перекрыть новым слоем асфальтобетонной мелкозернистой смеси. Но по условиям увлажнения участок со шлакобетонным основанием относится к первому типу. Грунты — тяжелосуглинистые черноземы. Дорожно-климатическая зона III— на границе с IV. Этими благоприятными природными условиями и наличием шлакобетонного прочного основания объясняется отличное состояние дорожной одежды. Только через 19 лет проезжую часть с изношенным покрытием перекрыли асфальтобетонной мелкозернистой смесью толщиной слоя 4 см в плотном теле.

При строительстве шлакобетонных оснований из шлаков высокой активности надо соблюдать следующую очередность работ:

- после дробления шлаковый щебень крупностью менее 40 мм из расчета толщины слоя 15 см (в плотном состоянии) разгружают на шлаковом слое, ранее устроенном по первому способу;

- шестью проходами автогрейдера шлак разравнивают по проезжей части шириной 7—7,5 м;

- тремя проходами (по одному следу дорожного катка) вибрационного со сменными вальцами—кулачковыми или решетчатыми массой 27 т — уплотняют;

- «обжимают» шлак, раздробляя наиболее крупные куски;

- по увлажненному из расчета 3—4% (по отношению к массе шлака) шлаковому слою равномерно рассыпают шлаковый порошок в количестве 270 кг/м3 шлака;

- шлаковый порошок вместе с водой (шлаковый шлам) заполняет поры между шлаковыми щебенками;

- тщательно планируют поверхность шлакового основания, добиваясь его однородности Но крупности шлаковых зерен;

- подготовленную смесь уплотняют теми же катками с равномерным в два-три приема ее доувлажнением при помощи поливомоеч-ной машиной из расчета 5—6% от массы уложенной смеси.

Производственная лаборатория должна контролировать расход шлакового порошка по мере разработки слежавшихся шлаковых отвалов, чаще всего неоднородных по степени и тонкости помола.

Такие основания по прочностным свойствам через 1—1,5 года напоминают бетонные основания М 80—100. Но их прочность при применении отвальных шлаков, например металлургических заводов Тульской обл., в течение 5 лет повысилась в 1,5—2 раза. Поэтому шлакобетонные основания можно применять на автомобильных дорогах I категории и скоростных улицах.

Шлакобетонное основание более высокого качества получают при перемешивании шлака крупностью менее 40 мм со шлаковым порошком однопроходной грунтосмесительной установкой.

Если процесс перемешивания шлаковой смеси с водой организовать непосредственно в отвале, то однородность шлакобетона существенно повышается. При ее перевозке в автомобилях-самосва-лах не происходит расслаивание и по внешнему виду шлаковая смесь кажется полусухой.

После ее укладки обычным бетоноукладчиком требуется дополнительная поливка водой из расчета 40—80 л/м2, назначаемая в зависимости от погодных условий. Поливку производят только в процессе уплотнения шлаковой смеси. Наиболее производительны дорожные самоходные катки пневмоколесные, а также дорожные катки самоходные с гладкими вальцами массой не менее 12 т. Повышается степень плотности шлакобетонных оснований, когда модуль их упругости не менее модуля упругости основания из бетона М 130—150 (через 4—6 мес после уплотнения).

Практика строительства автомобильных дорог в условиях Западной Сибири показывает возможность заблаговременного перемешивания в бетономешалках фракционного шлакового щебня со шлаковым порошком всухую. Поскольку твердение шлаковой смеси происходит в несколько раз медленнее, чем бетонной, ее можно хранить на базах в сухом состоянии до 3—4 мес. А затем лишь при установившейся положительной температуре укладывать смесь однопроходными грунтосмесительными машинами, бетоноукладчиками и даже обычными асфальтоукладчиками с одновременной поливкой водой поливомоечными машинами во время ее уплотнения.

Для повышения твердости шлакобетонных оснований вводят поверхностно-активные добавки.

Если покрытие укладывают с разрывом в несколько месяцев и вынуждены пропускать транспортные средства по шлаковому основанию с интенсивностью до 500—700 авт./сут, то предварительно требуется его ремонт. Местами обнаруживаются налипший грунт и просадки, хотя плотность основания значительно повышается. Тогда вскирковывают автогрейдером с навесным кирковщиком верхнюю часть основания на глубину 5—7 см, планируют под шаблон, рассыпают шлаковую мелочь и тщательно уплотняют дорожным катком самоходным, пневмоколесным массой 20 т с обязательной поливкой водой.

Уход за дорожными основаниями из активных шлаков. Для нормального процесса твердения шлаковой смеси необходимо не позднее четырех-пяти суток регулярно готовое основание поливать водой с расходом каждый раз 2—2,5 л/м2. В зависимости от погодных условий изменяют расход воды и количество поливок. Так, в сухую погоду в районах европейской части СССР вынуждены дважды в сутки производить поливку в течение не менее 20 дней, а в южных — еще чаще. Но более целесообразно на шлаковом основании создавать паронепроницаемую пленку. За редким исключением стоимость такого ухода, особенно в южных районах, обходится дешевле, чем при поливке водой.

При нормальном уходе активно происходит процесс гидратации и гидролиза. Через 7 сут предел прочности при сжатии оснований, устроенных по второму способу, соответствует пределу прочности тощего бетона М 30—40, а по третьему еще выше — ориентировочно М 50—60.

Во избежание излишнего расхода воды разрыв во времени между окончанием устройства шлакового основания и укладкой покрытия сокращают до 7 сут.

Открывать регулярное автомобильное движение но шлаковому основанию до укладки покрытия нецелесообразно. Если интенсивность движения свыше 200 авт./сут, предварительно потребуется ремонт шлакового основания до укладки покрытия.

В районах со значительной дальностью доставки воды на поверхности шлаковых оснований следует разливать битумную эмульсию, деготь, полиэтиноль и другие материалы, применяемые для ухода за цементобетонными покрытиями. При наличии паронепроницаемой пленки гарантируется нормальное твердение шлаковой смеси готовых оснований.

После их устройства любое покрытие можно укладывать без перерыва в работе. В случае устройства основания по второму способу и особенно третьему покрытия укладывают с применением органических вяжущих в солнечные дни на 6—7-е сутки. Самый верхний слой шлаковых оснований несколько обезвоживается и потому достигается лучшее их сцепление с покрытием. Тем не менее для повышения сцепления с основанием надо предварительно разливать жидкий битум или битумную эмульсию из расчета 0,8— 0,9 л/м2.

Независимо от продолжительности ухода за основанием, если предусмотрено устройство асфальтобетонного покрытия, предварительно производят подгрунтовку жидким битумом или битумной эмульсией, а вне населенных мест и дорожным дегтем. Расход вяжущего принимают в зависимости от погодных условий до 1,5 л/м2.

Похожие статьи:
Контроль качества облегченных покрытий

Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум