Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Технология строительства дорожных основании) из неактивных шлаков


Технология строительства дорожных основании) из неактивных шлаков

В отвалах многомарганцовистых сернистых и глиноземистых шлаков содержится до 85% кусков, не требующих предварительного дробления. Практически необходима лишь его сортировка.

В связи с этим при строительстве дорожных оснований нужно соблюдать следующую очередность технологических операций:

- укладку в нижний слой основания толщиной 20 см (плотном состоянии) гигантского шлакового щебня крупностью 70—120 мм;

- дробление тремя—пятью проходами вибрационного катка со сменными вальцами; кулачковыми или решетчатыми (по одному следу) до наибольшего размера шлаковых щебенок 70 мм; в процессе дробления шлак водополивочной машиной равномерно поливают водой в зависимости от погодных условий местности из расчета 3—5 л/м2;

- любым катком, но лучше самоходным комбинированного действия массой 16 т уплотняют с обязательной равномерной поливкой водой в три-четыре приема с общим расходом в летний период года не менее 15—16 л/м2;

- распределение автогрейдером более мелкого щебня размером 10—20 мм на толщину слоя не менее D (где D — максимальный размер шлаковых щебенок);

снова уплотняют тем же катком с поливкой водой (СНиП III.40.78).

Но шлаковый щебень крупностью менее 70 мм более целесообразно рассыпать обычным щебнеукладчиком.

Если поверхность основания неоднородна по крупности щебенок, то местами вынуждены разрыхлять шлак и добавлять более мелкий или более крупный и возобновлять уплотнение с поливкой водой.

В случае высокой пористости верхней части дорожных оснований дополнительно рассыпают заранее заготовленную шлаковую мелочь толщиной слоя до 2 см и четырьмя-пятью проходами катка заполняют поры между отдельными более крупными щебенками.

Вместо шлаковой мелочи целесообразнее рассыпать гранулированный шлак, если его можно получить. При высокой прочности кислого шлака, особенно при наличии в шлаке шамотного боя более 8—10% (по объему), можно рассыпать и клинец даже из известняка 3-й марки. На таком основании после подгрунтовки устраивают покрытие любого типа.

В отвалах нередко имеются бой шамотного кирпича, включения металла и отдельные спекшиеся глыбы объемом в 1—2 м3. В связи с этим для дробления требуются копры, в чем нет необходимости при разработке доменных шлаков. Но теперь на многих металлургических заводах в отвалах дробят шлак с получением фракционного шлакового щебня размером до 70 мм. Из него и устраивают основания по принципу заклинки толщиной, установленной расчетом. Распределенный слой шлакового щебня фракции 40—70 мм прикатывают четырьмя—шестью проходами дорожного самоходного вибрационного катка с гладкими вальцами массой 6—8 т. Затем распределяют слоем в одну щебенку каменную мелочь крупностью 5—10 мм. И в дальнейшем уплотняют дорожным самоходным катком комбинированного действия массой 16 т, или самоходным катком пневмоколесным массой не менее 20т. с поливкой водой.

Потребное число проходов составляет не менее 20 (также из расчета по одному следу). При кислом мартеновском шлаке с потерей в полочном барабане до 25% (по массе) возникают трудности с уплотнением. Поэтому в таких случаях рассыпают основной отвальный, а лучше, если имеется возможность получения, гранулированный шлак. При их отсутствии применяют местный известняковый щебень крупностью до 20 мм. Под давлением любых катков и воды поры между щебенками кислого шлака заполняются и тогда прекращается их подвижность.

Коэффициент уплотнения щебеночного слоя из мартеновского шлака, устроенного по данному принципу, должен составлять 1,35, коэффициент вариации 0,15—0,20. В случае их устройства по принципу оптимальных смесей значение изменяется в пределах 0,22—0,27. Но меньшие значения коэффициента Ср справедливы лишь при отличном качестве работ.

Во многих районах ограничиваются укладкой двухслойного асфальтобетонного покрытия толщиной всего 8 см только при хорошо уплотненном шлаковом основании. Толщина шлакового основания, равная 30—35 см (в уплотненном состоянии) уложенного непосредственно на мелкую супесь или легкие суглинки при интенсивности движения до 3000—3500 авт./сут (на полосу движения), оказалась достаточной даже в районах II дорожно-климатической зоны.

Так, в условиях Ворошиловграда дорожная одежда толщиной всего 25 см с асфальтобетонным покрытием 9—10 см и интенсивным, преимущественно грузовым движением, отлично выполняет свое назначение в течение 30 лет. В соответствии с методом обратного пересчета модуль упругости щебеночного основания из мартеновского шлака колеблется в пределах 500—600 МПа [23], причем четко видна граница между шлаковым основанием и грунтом дна корыта. Не наблюдается взаимопроникание с грунтом земляного полотна, неизбежное при каменном щебне. Но если в щебне есть бой шамотного кирпича, то очень трудно добиться неподвижности щебенок даже при поливке водой. Тогда рассыпают мелкий щебень основного металлургического шлака крупностью до 40 мм. Россыпь толщиной в одну щебенку обычно оказывается достаточной. При поливке водой шлаковое основание приобретает соответствующую плотность. Если марка щебня по прочности выше 1200, то для достижения соответствующей плотности шлаковый клинец размером 10—20 мм предварительно обрабатывают органическим вяжущим материалом, предпочтительнее 2,5—4% вязкого битума, рассыпают его и уплотняют дорожным самоходным катком комбинированного действия массой 16 т или дорожными самоходными пневмоколесными катками массой 20 т.

Основания достигают высокой плотности и вполне пригодны для укладки покрытия.

В случае свежего нераспадающегося шлака в горячем состоянии на копре отдельные глыбы-чушки дробят. Горячий шлак легко раскалывается на куски размером 25—30 см в поперечнике. В дальнейшем куски раскалывают до размера 16—20 см и укладывают по дну корыта. Сверху рассыпают неактивный мелкий шлаковый щебень крупностью до 40 мм толщиной слоя не менее 10 см.

После предварительной подкатки с поливкой водой выравнивают поверхность основания шлаковой мелочью и возобновляют уплотнение любыми катками, кроме катков с решетчатыми или кулачковыми вальцами массой более 16—20 т с числом проходов не менее 18—20.

Если марка шлака выше 1200, то большей частью трудно достигнуть плотного состояния шлакового основания. При использовании отвального кислого шлака приходится создавать замыкающий слой путем россыпи основного шлака крупностью менее 40 мм, гранулированного шлака или известнякового щебня размером 20— 40 мм.

Основной отвальный шлак, гранулированный шлак или известняковый щебень вдавливались в пустоты между крупными весьма прочными шлаковыми щебенками. При многократной равномерной поливке водой обеспечивается монолитность и плотность основания.

Такие конструкции дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями с 1951—1952 г. отлично работают на многих улицах Москвы, Волгограда, Ворошиловграда и других городов.

Кислые неактивные сталеплавильные шлаки трудно уплотняются. Требуется дополнительная россыпь активных шлаков. Уплотняют самоходными катками комбинированного действия массой 16 т с поливкой водой. Коэффициент уплотнения 1,35. В момент сдачи улиц в эксплуатацию модуль упругости шлакового слоя обычно составляет не менее 400 МПа. Через 3 года, как оказалось, его значение повышалось до 500 МПа за счет увеличения плотности слоя, который приобретает монолитность.

Глубина промерзания дорожных одежд со шлаковым основанием в городах Москве, Волгограде, Макеевке и других на 15— 20% меньше, чем при основаниях из каменного щебня, особенно изверженных горных пород.

В случае слоя из марганцовистых шлаков, уложенных по способу пропитки с поверхностной обработкой, технология устройства дорожных одежд, рекомендованная Союздорнии, несколько отличается от приведенной выше:

- на грунт непосредственно укладывают рядовой отвальный шлак крупностью 70—120 мм толщиной слоя 25 см с учетом коэффициента уплотнения, равного 1,35;

- подкатка шлака любыми катками три-четыре прохода по одному следу;

- уплотнение вибрационными катками со сменными вальцами массой не менее 27 т с числом проходов не менее 15—20 и поливкой водой;

- россыпь шлакового щебня размером 10—20 мм толщиной слоя 6—8 см;

- уплотнение тем же катком массой 27 т пять—семь проходов; розлив битума БНД 130/90 в количестве 4,5 л/м2;

- россыпь шлакового щебня крупностью 10—20 мм толщиной слоя не более 20 мм;

- уплотнение снова тем же катком четыре-пять проходов;

- розлив того же битума из расчета 2,3 л/м2;

- россыпь шлаковой мелочи крупностью 5—10 мм толщиной слоя 10 мм;

- уплотнение самоходным пневмоколесным катком массой 20 т (четыре-пять проходов);

- устройство поверхностной обработки путем розлива битума в количестве 1,2 л/м2 и снова россыпь шлаковой мелочи крупностью 5—10 мм с последующей укаткой самоходными катками комбинированного действия массой 16 т. В случае высокой температуры воздуха может потребоваться россыпь и шлаковых высевок крупностью до 5 мм.

При уплотнении необходимо учитывать значительную крупность кислого щебня. В процессе уплотнения вибрационными катками со сменными вальцами массой 27 т шлаковые щебенки крупностью более 40 мм обычно дробятся на две-три части, что снижает прочность основания. Тогда несколько уменьшают количество их проходов.

Но нельзя допускать недоуплотнения шлакового основания, чтобы предупредить образование неровностей на поверхности покрытия в процессе эксплуатации.

Кроме того, следует иметь в виду, что с увеличением числа проходов катка повышается однородность шлакового щебня и коэффициент его вариации по плотности не превышает 0,15.

Устроенная по данной технологии дорожная одежда с усовершенствованным облегченным покрытием при интенсивности движения до 2500 авт./сут вполне надежна в районах III—V дорожно-климатических зон. В случае большей интенсивности движения, а также во II зоне строят асфальтобетонное покрытие.

Если отсутствуют органические вяжущие, то в IV—V дорожно-климатических зонах на участках I типа увлажнения, чтобы избежать образования «шлакового катуна», рассыпают глину с числом пластичности более 27 толщиной слоя 2—4 см в зависимости от крупности уплотненного кускового шлака. Двумя-тремя проходами наиболее легкого катка, имеющегося в наличии, раздавливают грунтовые агрегаты и под давлением струи воды глинистые частицы заполняют пустоты верхней части шлакового слоя. Благодаря большой удельной поверхности глины воДяные пары конденсируются на глинистых частицах и потому шлаковый слой как бы находится во влажном состоянии. Почти не наблюдается и пыль.

Такие слои из мартеновского шлаКа в соответствии с принципом стадийности одновременно выполняют и роль переходного типа покрытия, если интенсивность движения не превышает 200— 300 авт./сут. На тротуарах в поселках, пешеходных дорожках и стоянках легковых автомобилей в тех же природных условиях рассмотренная конструкция дорожной одежды вполне может найти широкое применение, особенно при россыпи по поверхности проезжей части гранулированного шлака с обильной поливкой водой.

Основания из конверторных шлакой устраивают сравнительно недавно. Предварительно их надо выдерживать в штабелях высотой 1,0—1,5 м 3—4 мес в течение осенне-зимнего периода на'складах, причем шлаковый расплав следует охлаждать водой. В другие периоды года штабеля следует обильно поливать. Под воздействием влаги и температуры ускоряется процесс распада кускового шлака, что подтверждается опытом Тамбовской обл. После его дробления и прогрохотки шлаковый щебень по своим свойствам аналогичен щебню 3:й марки щебня изверженных пород. Через два года основания напоминают шлакобетон с пределом прочности на сжатие 4—5 МПа, т. е. прочность существенно возрастает не менее, чем на 30—50%.

Медеплавильные отвальные шлаки для оснований применяют без предварительного дробления аналогично мартеновским кислым высокомарганцовистым шлакам. Но в качестве замыкающего слоя и слоя износа на дорогах с интенсивностью движения менее 100 авг./сут целесообразен гранулированный медеплавильный шлак, по гранулометрическому составу напоминающий крупнозернистый песок.

В процессе эксплуатации необходимо восстанавливать замыкающий слой или по мере необходимости дополнительно рассыпать гранулированный шлак.

В отличие от медеплавильных шлаков электроплавильные шлаки неоднородны и нередко содержат сильно обогащенные известью основные шлаки. Наряду с глыбами и крупными кусками прочного кислого шлака в отвалах часто залегает шлак, склонный к известковому распаду.

Свойства таких шлаков аналогичны свойствам горных пород 5-й марки, применяемых лишь для устройства нижней части дорожных оснований. Но щебень, получаемый при дроблении только кислого шлака, после сортировки пригоден даже для устройства дорожных оснований по принципу заклинки и покрытий любого типа.

При выборочной разработке кислых шлаков, колке отдельных глыб их используют и в виде грубоколотой шашки для булыжных мостовых.

Похожие статьи:
Контроль качества облегченных покрытий

Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум