МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ
 ИЗ ЩЕБНЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОРОД

Изложен комплекс технических мер по повышению качества и технико-экономической эффективности конструкций дорожных одежд с основаниями из каменных материалов различных горных пород.

Дана новая классификация горных пород и получаемого из них щебня, учитывающая происхождение, минералогический состав, прочностные свойства породы, а также пластичность мелких фракций, которые получаются при ее измельчении. Щебень охарактеризован по степени уплотняемости под катком. Указанный комплекс свойств позволяет более обоснованно выбирать материал для получения оснований дорожных одежд с требуемыми эксплуатационными показателями.

Методы производства работ, в первую очередь уплотнение щебня или смесей из каменных материалов, усовершенствованы в целях получения максимальных значений модулей упругости слоя с учетом свойств каменных материалов.

При отсутствии возможностей получения требуемого модуля упругости слоя предлагается укреплять основание цементопесчаной смесью по способу пропитки.

Приведены расход смесей и требования к их прочности. Для контроля качества строительства оснований из каменных материалов даны методы оценки модуля упругости и плотности слоя непосредственно в дорожной одежде.

Предисловие

Щебеночное основание - наиболее распространенный тип дорожного основания в практике современного строительства. Технологические преимущества оснований из щебня по сравнению со смесями, обработанными вяжущими, обусловлены простотой производства работ и возможностью проведения их в самых сложных погодных условиях, в том числе зимой. Наряду с этим, технико-экономическая эффективность дорожных конструкций со щебеночными основаниями зачастую снижается из-за неудовлетворительного качества их проектирования и строительства.

"Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород" направлены на повышение качества проектирования и строительства дорожных одежд со щебеночными основаниями. Они могут быть использованы при проектировании и строительстве нежестких дорожных конструкций, в которых щебеночное основание является несущим конструктивным элементом.

Настоящие "Методические рекомендации" разработаны на основе опыта строительства щебеночных оснований трестов "Севзапдорстрой", "Лендорстрой", производственного объединения "Ленавтодор" и экспериментально-технических исследований Ленинградского филиала Союздорнии по вопросам физико-механических свойств каменных материалов и устроенных из них конструктивных слоев, совершенствования принципов конструирования и технологии производства работ и др. В разработках использованы результаты исследований Союздорнии, МАДИ, ХАДИ, материалы обследований дорог в процессе эксплуатации и зарубежный опыт строительства оснований дорожных одежд.

"Методические рекомендации" составили кандидаты технических наук А.О.Салль, Ю.М.Васильев, В.М.Юмашев.

1. Общие положения

1.1. Эксплуатационная устойчивость дорожной одежды зависит в основном от жесткости щебеночного основания, оцениваемой модулем упругости ("Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа" ВСН 46-72).

1.2. Выполнение требований "Методических рекомендаций по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород" позволяет управлять качеством щебеночного основания с технико-экономической оптимизацией выбора конструктивных решений, материалов и методов строительства. "Методические рекомендации" развивают и дополняют действующие нормативные документы: ВСН 46-72 - по вопросам конструирования дорожных одежд с учетом свойств каменных материалов основания, "Автомобильные дороги. Правила производства и приемки работ. Приемка в эксплуатацию" СНиП III-Д.5-73 и "Технические указания по устройству оснований дорожных одежд из каменных материалов, не укрепленных и укрепленных неорганическими вяжущими" ВСН 184-75 - в части требований к щебню, технологии строительства щебеночных оснований и контроля их качества; при этом материалы и методы производства работ выбирают из условия достижения конструктивными слоями максимальной жесткости.

2. Классификация и выбор каменных материалов

2.1. Щебень должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-75 'Щебень из естественного камня для строительных работ".

2.2. Для обеспечения жесткости щебеночного основания необходимо предъявлять требования к следующим основным свойствам щебня (табл.2.1):

прочности, устанавливаемой в соответствии с ГОСТ 8267-75;

твердости исходной горной породы;

числу пластичности образующихся при его измельчении зерен фракций мельче 0,63 мм;

размеру зерен.

Таблица 2.1

Примечание. Щебень из гравия относят к той группе пород, представители которой в данном материале занимают более 50% объема.

2.3. Щебень в зависимости от пластичности мелочи, образующейся при его измельчении, подразделяют на три категории: П, С, Г, которые используют как дополнительную характеристику к классу прочности щебня (например, 400-П, 400-С и т.п.).

К категории П относится щебень, в котором мелкие фракции, образовавшиеся после его испытания на дробимость или износ в полочном барабане, представляют собой песок; С - мелкие фракции представляют собой супесь, Г - суглинок или глину.

2.4. По показателям механических свойств, от которых зависит жесткость щебеночного основания, щебень подразделяют на три группы:

А - прочный, легкоуплотняемый, из карбонатных пород, 2-3-го классов прочности. Смесь мелких фракций, образующихся при измельчении, не раскатывается (категория П);

Б - прочный, трудноуплотняемый, из магматических пород 1-3-го классов прочности и из песчаниковых пород 1-2-го классов прочности. Смесь мелких фракций, образующихся при измельчении, не раскатывается (категория П);

В - малопрочный, легкоуплотняемый из карбонатных и песчаниковых пород 4-5-го классов прочности и из магматических пород 4-го класса прочности (категории П, С, Г).

Щебень с удовлетворительной уплотняемостью - из песчаниковых пород 3-го класса и из карбонатных пород 1-го класса прочности (см.табл.2.1) - может быть отнесен к группе А или Б в зависимости от имеющегося опыта его применения для устройства оснований в конкретных условиях.

2.5. При ограниченных сроках ввода дороги в эксплуатацию предпочтительнее щебень группы А, придающий основанию большую жесткость, чем щебень группы Б. Щебень группы В рекомендуется для дорог III-V категорий; щебень группы В категории Г для устройства оснований в I-III дорожно-климатических зонах недопустим.

При укреплении щебеночного основания цементопесчаной смесью применим щебень любой породы и прочности.

2.6. Область применения щебня зависит от размера фракций (мм):

Щебень фракции 70-120 (150) мм трудно разравнивать, планировать и уплотнять, поэтому рекомендуется применять карбонатные породы, обычно малопрочные; слои из него укладывают толщиной не менее 25 см.

2.7. Для заклинки щебня, особенно в зимнее время, наиболее пригоден известняк марок 800, 600 и 400 категории П; для заклинки основной россыпи сверхкрупного щебня - щебень среднего размера; для заклинки крупного щебня - мелкий.

Допускается использование для этих целей каменных материалов из магматических и высокопрочных песчаниковых пород в виде клинца и высевок (0-15 мм), а также гравийных и гравийно-песчаных смесей. В смесях должно быть не более 5% пылевато-глинистых частиц, либо их мелкозернистая составляющая (мельче 0,63 мм) должна относиться к категории П. Максимальный размер зерен материалов, используемых для заклинки, должен быть в 2 раза (и более) меньше, чем щебенок основной россыпи.

3. Конструирование дорожной одежды с учетом
свойств материалов основания

3.1. Дорожная конструкция должна обеспечивать минимальное попадание в щебеночное основание воды с поверхности и отвод этой воды из несущих слоев. Для этого конструктивные слои на проезжей части и обочина должны размещаться таким образом, чтобы их водонепроницаемость возрастала в направлении снизу вверх.

Дополнительный (подстилающий) слой основания устраивается в зонах значительного и избыточного увлажнения на всю ширину земляного полотна. Коэффициент фильтрации песчаных дренирующих материалов должен быть не менее 2 м/сутки при устройстве основания из щебня категории С и не менее 1 м/сутки при устройстве оснований из щебня категории П. Необходимость в дренирующем слое отпадает, если земляное полотно отсыпано из песка с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сутки.

На обочинах предусматриваются водозащитные слои, которые должны иметь плотный контакт с покрытием проезжей части. Для их устройства используют грунтощебень, высевки, гравийно-песчаные оптимальные смеси с коэффициентом сбега более 0,8 и другие материалы с высокой плотностью.

3.2. При укладке основания на подстилающие слои из одномерных песков с объемной массой в уплотненном состоянии менее 1,8 г/см в целях обеспечения ровности поверхности щебеночного слоя и условий его уплотнения предварительно устраивают защитные слои. Толщина этих слоев из гравийно- и щебеночно-песчаных смесей, высевок из магматических пород или крупных песков оптимального состава - 8-12 см. Щебеночно-песчаный слой можно устраивать путем втапливания в песок крупного щебня; примерный расход щебня - 8 м на 100 м поверхности.

Защитные слои можно устраивать методом укрепления верхней части песчаного слоя (5-8 см) вяжущими: цементом (2-4%), активной золой уноса (10-15%), битумной эмульсией (3-5%).

Наличие защитного слоя позволяет уменьшить толщину щебеночного основания на 3-5 см, меньшая толщина достигается при устройстве защитных слоев из зернистых материалов.

3.3. Минимальная толщина основания должна в 2 раза превышать максимальный размер зерен для фракционированного щебня и в 1,5 раза - для щебеночной смеси.

Основания из каменных материалов с разными физико-механическими свойствами целесообразно устраивать в два слоя, используя в верхнем слое более прочные и водо-, морозостойкие материалы.

Требуемая толщина верхних слоев дорожной одежды (щебеночное основание+покрытие) рассчитывается по прочности на сдвиг нижележащих слоев (ВСН 46-72).

3.4. Минимальная толщина покрытия из плотной асфальтобетонной смеси назначается в зависимости от модуля упругости щебеночного основания и интенсивности движения, приведенной к расчетному автомобилю группы А (ВСН 46-72), по табл.3.1.

Таблица 3.1