МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СОЮЗДОРНИИ

ПОСОБИЕ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ
ИЗ ГРУНТОВ, УКРЕПЛЕННЫХ ВЯЖУЩИМИ
МАТЕРИАЛАМИ,
К СНиП 3.06.03-85 И СНиП 3.06.06-88

Москва 1990

Разработано в соответствии с требованиями СНиП 1.01.01-82 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения» в целях детализации отдельных положений СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-86, относящихся к строительству покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов из грунтов, укрепленных вяжущими.

Содержит справочные и вспомогательные материалы, необходимые при строительстве указанных конструктивных слоев дорожных и аэродромных одежд, а также рекомендации, детализирующие требования к укрепленным грунтам и конкретизирующие области их применения.

Изложены современные методы укрепления грунтов для дорожного и аэродромного строительства и даны подробные указания о способах и средствах выполнения требований соответствующих разделов СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88.

Табл. 57, рис. 14.

Предисловие

Настоящее Пособие к СНиП 3.06.03-85 «Организация, производство и приемка работ. Сооружения транспорта. Автомобильные дороги» и СНиП 3.06.06-88 «Организация, производство и приемка работ. Сооружения транспорта. Аэродромы» разработано в соответствии с требованиями СНиП 1.01.01-82 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения в целях детализации отдельных положений СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88, относящихся к строительству покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов из грунтов, укрепленных вяжущими материалами. Пособие содержит справочный и вспомогательный материалы, необходимые при строительстве указанных конструктивных слоев дорожных и аэродромных одежд.

В целях использования настоящего Пособия не только при строительстве, но и при проектировании дорожных одежд с конструктивными слоями из укрепленных грунтов в него включены рекомендации, детализирующие требования к укрепленным грунтам и конкретизирующие области их применения, предусмотренные соответствующими пунктами СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги. Нормы проектирования».

При составлении Пособия учтены результаты научно-исследовательских и опытно-экспериментальных работ и производственный опыт в области укрепления грунтов, накопленный в последние годы.

Укреплением грунтов следует называть качественное изменение первоначальных свойств естественных или искусственных грунтов различного состава и генезиса и преобразование их в монолитный, прочный и морозоустойчивый конструктивный слой дорожной или аэродромной одежды.

Такое изменение достигается путем внесения в грунт оптимальных добавок вяжущих материалов и других веществ и последовательного выполнения установленных технологических операций с использованием грунтосмесительных и других машин.

Влажность верхней части земляного полотна под основанием и морозозащитным слоем, устроенными из укрепленного грунта, меньше, чем под щебеночным основанием на дренирующем песчаном слое. В результате этого, а также благодаря хорошей распределяющей способности конструктивных слоев из укрепленных грунтов ровность покрытий на таких слоях обычно выше, чем на щебеночных или гравийных основаниях.

Укрепление грунтов представляет собой наиболее радикальный и эффективный путь обеспечения экономии материальных ресурсов, повышения производительности труда, резкого уменьшения объема перевозок дорожно-строительных материалов.

Только учет всех особенностей укрепляемых местных грунтов, материалов и применяемых для укрепления вяжущих и других веществ, обязательное использование высокопроизводительных машин, обеспечивающих высокое качество выполнения всего комплекса технологических операций при производстве работ, а также строгое соблюдение производственной и трудовой дисциплины позволяют реализовать все технико-экономические преимущества применения различных методов укрепления грунтов.

При применении любых методов укрепления грунтов всегда целесообразно укреплять те же грунты, из которых сооружено земляное полотно, или применять для укрепления отходы производства либо малопрочные каменные материалы при небольшой дальности их возки автомобильным транспортом, отдавая предпочтение наиболее дешевым местным материалам.

Методы укрепления грунтов, сочетающие внесение добавок двух вяжущих материалов разного состава и свойств или одного вяжущего и поверхностно-активного и активного веществ получили название комплексных методов.

Комплексно укрепленные грунты имеют высокие прочность и морозостойкость и применяются в различных конструктивных слоях дорожных и аэродромных одежд в любых природно-климатических условиях.

В настоящем Пособии детально излагаются современные методы укрепления грунтов для дорожного и аэродромного строительства и даются подробные указания о способах и средствах выполнения требований соответствующих разделов СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88.

В составлении Пособия участвовали д-р геол.-минер. наук В.М. Безрук, кандидаты технических наук Т.М. Луканина, Ю.Л. Мотылев, П.П. Петрович, Ю.Н. Питецкий, В.С. Цветков (отв. исполнитель), инженеры И.Н. Глуховцев, В.П. Муквич, З.И. Рубцова, И.П. Степанова (Союздорнии), д-р техн. наук М.Б. Корсунский, кандидаты технических наук Ю.М. Васильев; М.Г. Мельникова, А.О. Салль, инж. В.П. Агафонцева (Ленинградский филиал Союздорнии), кандидаты технических наук Б.В. Белоусов, В.М. Бескровный, А.С. Дудкин, И.Б. Старцев, инженеры Н.С. Дежина, А.А. Лыткин (Омский филиал Союздорнии), кандидаты технических наук Б.А. Асматулаев (Казахский филиал Союздорнии), Ю.В. Бутлицкий, З.И. Негуляева (Среднеазиатский филиал Союздорнии), И.П. Гаркавенко, Н.Ф. Сасько, инж. В.П. Любацкий (Госдорнии Миндорстроя УССР), кандидаты технических наук В.М. Ольховиков (Гипродорнии Минавтодора РСФСР), В.С. Прокопец (СибАДИ).

1. Материалы

Грунты

1.1. Для устройства дорожных и аэродромных оснований и покрытий из укрепленных грунтов применяют осадочные несцементированные крупнообломочные и песчаные грунты, супеси всех разновидностей, а при укреплении методом смешения на дороге - и легкие суглинки, подвергаемые при необходимости предварительному рыхлению. Возможность укрепления тяжелых суглинков и глин зависит от наличия средств механизации, которые могут обеспечить размельчение этих грунтов, равномерное распределение в них вяжущих материалов.

Кроме естественных грунтов, соответствующих классификации ГОСТ 25100-82, следует максимально использовать искусственные грунты - отходы либо побочные продукты производства в соответствии с упомянутые ГОСТом. Разрешается также применять песчано-гравийные, песчано-щебеночные, песчано-гравийно-щебеночные смеси и пески, отвечающие требованиям ГОСТ 23735-79 и ГОСТ 8736-85.

1.2. При определении пригодности грунтов для укрепления вяжущими необходимо учитывать требования, предъявляемые к грунтам по зерновому (гранулометрическому) составу, происхождению (генезису), степени засоленности, содержанию органического вещества (гумуса), значению водородного показателя среды (рН), влажности, а также требования и ограничения, приведенные в настоящем разделе.

1.3. Зерновой (гранулометрический) состав крупнообломочных грунтов (щебенистых и дресвяных), укрепляемых вяжущими материалами как в естественном виде, так и в смесях подобранного состава, должен соответствовать требованиям п. 6.3 СНиП 3.06.03-85, пп. 1.4 - 1.6 настоящего Пособия и предельным кривым зернового состава, приведенным на рис. 1.

Рис. 1. Кривые зернового состава крупнообломочных грунтов, пригодных для укрепления вяжущими, при максимальной крупности частиц 10 мм (а), 20 мм (б) и 40 мм (в). Заштрихована область оптимальных составов

1.4. С целью снизить расход вяжущих, повысить плотность и улучшить физико-механические свойства укрепленных грунтов следует подбирать смеси крупнообломочных грунтов оптимального состава. Зерновой состав минеральной части таких смесей должен укладываться в заштрихованную область графиков (см. рис. 1, а, б, в).

1.5. Допускается применять смеси состава, близкого к оптимальному, если отклонение в содержании отдельных фракций от требуемого составляет не более 10 % при соблюдении норм содержания наиболее крупных и мелких зерен. Возможно также укрепление вяжущими крупнообломочных грунтов прерывистого зернового состава, если содержание отдельных фракций в них не выходит за пределы кривых, приведенных на рис. 1.

1.6. При подборе состава искусственных смесей крупнообломочных грунтов следует применять щебень из природного камня, щебень шлаковый, щебень из гравия и гравий, отвечающие требованиям ГОСТ 8267-82, ГОСТ 3344-83, ГОСТ 10260-82, ГОСТ 8268-82.

При этом марка щебня по дробимости и износу должна быть для щебня из природного камня и шлакового щебня не менее 30 МПа, для щебня из гравия и гравия - не менее Др 24. Марка по морозостойкости всех видов щебня и гравия должна соответствовать требованиям табл. 35 - 37 СНиП 2.05.02-85.

1.7. Допускается укреплять вяжущими малопрочные щебеночные и гравийные материалы, прочность которых менее 30 МПа, при максимальной крупности зерен не более 20 мм.

1.8. Крупнообломочные грунты оптимального или близкого к оптимальному зернового состава, неоднородные пески (гравелистые, крупные, средней крупности), супеси с числом пластичности более 3 (преимущественно супеси легкие крупные, легкие пылеватые), а также легкие суглинки наиболее пригодны для укрепления вяжущими и не требуют введения гранулометрических добавок.

1.9. Крупнообломочные грунты неоптимального состава, однородные пески и супеси с числом пластичности менее 3 целесообразно укреплять вяжущими после улучшения их зернового состава добавками дисперсных материалов: зол уноса, золошлаковых смесей, тонкодисперсных шлаков, цементной пыли, отходов дробления камня, молотых известняков, опок и др., а также легких суглинков. Количество добавок дисперсных материалов составляет 10 - 30 % массы грунта и уточняется при лабораторном подборе состава смесей.

1.10. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается укрепление вышеперечисленных грунтов цементом без введения добавок дисперсных и других веществ, а также цементом и битумными эмульсиями (или жидкими нефтяными битумами).

При укреплении этих грунтов сланцевыми битумами, битумными эмульсиями и каменноугольными вяжущими (дегтями, смолами) в грунты вводится только добавка извести.

1.11. Мелкие пески (дюнные, барханные и др.) укрепляются цементом без указанных выше веществ или других гранулометрических добавок в том случае, когда земляное полотно также возводится из песчаных грунтов.

1.12. Для укрепления известью пригодны, кроме перечисленных грунтов, также крупнообломочные грунты оптимального зернового состава, песчано-гравийные, песчано-щебеночные, песчано-гравийно-щебеночные смеси. При этом содержание пылевато-глинистых частиц не ограничивается.

1.13. Песчаные и супесчаные грунты с числом пластичности менее 3 рекомендуется укреплять известью после введения в них добавок суглинистых грунтов или зол уноса и др. в соответствии с указаниями п. 1.9.

1.14. Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и легкие пылеватые с числом пластичности до 12 допускается укреплять вяжущими без внесения гранулометрических добавок. Указанные грунты следует укреплять органическими вяжущими (кроме карбамидоформальдегидных смол) с добавкой извести или других активных и поверхностно-активных веществ в соответствии с п. 6.21 СНиП 3.06.03-85 и п. 1.5 Пособия. Введение указанных добавок при укреплении грунтов, предназначенных для строительства дорог во II дорожно-климатической зоне, обязательно, в III - V - целесообразно. При укреплении этих грунтов сланцевыми битумами, битумными эмульсиями, каменноугольными вяжущими следует вводить известь.

Не разрешается укреплять указанные грунты двумя вяжущими: анионными эмульсиями (жидкими нефтяными битумами) и цементом.

1.15. Глинистые грунты с числом пластичности более 12 до введения в грунт вяжущих материалов необходимо размельчить до требуемой по СНиП 3.06.03-85 степени размельчения. Относительная влажность глинистых грунтов при этом должна составлять 0,3 - 0,4 влажности на границе текучести.

1.16. До укрепления вяжущими следует обязательно улучшить зерновой и химико-минералогический составы указанных грунтов добавками дисперсных и различных химических веществ.

1.17. Глинистые грунты, укрепляемые портландцементом или шлакопортландцементом, должны иметь влажность грунта на границе текучести не более 55 %; укреплению известью или известково-шлаковым цементом можно подвергать глинистые грунты с числом пластичности не менее 5.

1.18. Суглинки и глины с числом пластичности более 12 допускается укреплять гранулированными и дисперсными металлургическими шлаками после предварительного улучшения их свойств добавками извести и цементной пыли I и II сортов в количестве 2 - 5 % массы грунта.

1.19. Для укрепления битумными эмульсиями пригодны суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые с числом пластичности не более 15.

Суглинки с числом пластичности более 15 следует укреплять битумными эмульсиями после введения в грунт гранулометрических добавок (песков гравелистых, крупных, средней крупности или отходов камнедробления) и извести. Количество этих добавок назначают в пределах 25 - 50 % массы улучшаемого грунта.

Укрепление тяжелых суглинков жидкими нефтяными битумами во II и III дорожно-климатических зонах должно производиться с введением в грунт вышеуказанных добавок, а также извести и поверхностно-активных веществ, а в IV и V дорожно-климатических зонах и при использовании в качестве вяжущих сланцевых битумов и дегтей - только с гранулометрическими добавками или с добавкой извести.

1.20. Глины песчанистые и пылеватые с числом пластичности от 17 до 20 укрепляют вяжущими аналогично пп. 1.15 - 1.19 и согласно нижеприведенным рекомендациям.

1.21. Для укрепления таких грунтов надлежит применять или одну известь, или известь с добавками, которые следует вводить, если необходимо обеспечить большую прочность и водостойкость известкованного грунта. В качестве таких добавок надлежит использовать хлористый кальций, жидкое стекло, каустическую соду, сернокислый натрий.

1.22. При укреплении глин жидкими нефтяными битумами в грунт вводят гранулометрические добавки, известь и ПАВ, а при укреплении сланцевыми битумами и каменноугольными вяжущими - только гранулометрические добавки и известь.

Укрепление глин битумными эмульсиями не допускается.

1.23. Для укрепления вяжущими применяют грунты следующих генетических типов: покровные глины, суглинки и супеси, лессы и лессовидные суглинки; моренные глины, суглинки и супеси, дерново-подзолистые и серые лесные почвы; черноземы всех видов, особенно их карбонатные разновидности; каштановые почвы и сероземы; солонцеватые почвы, солонцы и некоторые виды солончаков.

Для обработки вяжущими предпочтение следует отдавать карбонатным грунтам, которые приобретают после укрепления более высокую прочность по сравнению с некарбонатными разновидностями.

1.24. Карбонатные разновидности глинистых грунтов (суглинки, глины) в III дорожно-климатической зоне надлежит укреплять портландцементом, шлакопортландцементом или органическими вяжущими (за исключением карбамидоформальдегидных смол) после введения добавок песка, гравия или отходов камнедробления с крупностью частиц до 25 мм.

Некарбонатные суглинки и глины допускается укреплять указанными вяжущими только совместно с известью. При укреплении цементом в грунт дополнительно вводят различные легкорастворимые соли, например кальций хлористый, железо хлорное, железо сернокислое и др.

1.25. Гумусовые горизонты дерново-подзолистых и полуболотных почв укреплять цементом не разрешается.

Нижние безгумусовые горизонты дерново-подзолистых и полуболотных почв, имеющих кислую реакцию (рН < 5,5), допускается укреплять цементом после их предварительной нейтрализации добавками извести, каустической соды (NаОН) или других щелочных соединений.

Не разрешается укреплять портландцементом, шлакопортландцементом или золами уноса гумусовые горизонты черноземов, содержащих более 2 % массы гумусовых веществ для условий II дорожно-климатической зоны и 4 % - III - V. При этом значение рН грунтов при укреплении цементом должно быть не менее 7, золой уноса - не менее 4.

При укреплении грунтов гранулированными и дисперсными металлургическими шлаками содержание гумуса должно быть не более 1 % массы грунта, величина рН - не менее 5,5.

В грунтах, укрепляемых пылью уноса цементных заводов, не должно содержаться гумуса; величина рН должна быть не менее 7.

1.26. Грунты, характеризующиеся кислой реакцией среды (рН < 7); что отрицательно сказывается на гидратации цемента, можно укреплять цементом при условии предварительной нейтрализации таких грунтов добавками извести, каустической соды или других щелочных соединений.

1.27. Укреплять портландцементом засоленные грунты различного зернового состава допускается при содержании в них солей не более 4 % массы грунта при хлоридном, сульфатно-хлоридном и хлоридно-сульфатном засолении.

При сульфатном засолении содержание солей не должно превышать 2 % для грунтов, используемых в основаниях автомобильных дорог и 1 % - в основаниях под аэродромные покрытия.

Засоленные грунты, содержащие 4 - 6 % солей (за исключением случаев сульфатного засоления), допускается укреплять портландцементом совместно с добавками извести или хлористого кальция, хлорного и сернокислого железа.

1.28. Грунты, укрепляемые портландцементом и шлакопортландцементом, не должны содержать более 10 % примесей гипса при использовании их во II - III дорожно-климатических зонах и более 20 % - в IV - V.

1.29. Требования к засоленным грунтам при укреплении их известью или известково-шлаковым цементом аналогичны требованиям, указанным в п. 1.27 настоящего Пособия.

При этом известково-шлаковый цемент, применяемый для укрепления тяжелых суглинков и глин, должен содержать известь в пределах 15 - 25 % массы цемента.

1.30. Допускается укреплять золами уноса засоленные грунты при содержании в них солей не более 3 % при сульфатном засолении и не более 5 % - при хлоридном; значение рН должно быть не менее 4.

1.31. Содержание легкорастворимых солей в укрепляемых гранулированными и дисперсными металлургическими шлаками засоленных грунтах не должно превышать 4 % массы грунта.

1.32. При укреплении засоленных грунтов пылью уноса цементных заводов суммарное содержание водорастворимых солей в пылецементогрунтовой смеси допускается не более 10 % массы вяжущего, а гипса - не более 5 % массы смеси.

1.33. Укрепление засоленных грунтов нефтяными жидкими битумами и каменноугольными вяжущими допускается в тех случаях, если содержание в грунте легкорастворимых солей не превышает 1 % массы грунта, в том числе солей Na₂SO₄ и МgSO₄ - менее 0,25 %, Na₂CO₃ и NaHCO₃ - менее 0,1 %, а суммарное содержание поглощенного натрия - менее 20 % емкости поглощения грунта.

1.34. Засоленные грунты с числом пластичности менее 17 при содержании в них легкорастворимых солей до 5 % (в том числе не более 2,5 % сернокислых и углекислых солей натрия) необходимо укреплять жидкими битумами только при добавлении извести и ПАВ или после введения в грунт гранулометрических добавок в количестве, при котором суммарное содержание легкорастворимых солей не будет превышать допустимых норм.

1.35. Засоленные грунты, содержащие поглощенный натрий в количестве более 20 % емкости поглощения грунта, необходимо укреплять жидкими битумами только совместно с добавками активных и поверхностно-активных веществ; при этом число пластичности грунтов после введения гранулометрических добавок не должно превышать 17.

1.36. Применение битумных эмульсий для укрепления засоленных грунтов не допускается.

1.37. Для укрепления карбамидоформальдегидными смолами применяют грунты несцементированные крупнообломочные оптимального и неоптимального зернового состава, пески, в том числе однородные, супеси и суглинки с числом пластичности не более 17 и рН водной вытяжки не более 7.

1.38. Наиболее пригодными грунтами, которые имеют после укрепления даже небольшими добавками смол высокие показатели физико-механических свойств, для применения во всех дорожно-климатических зонах являются крупнообломочные и супесчаные грунты, близкие к оптимальному зерновому составу, пылеватые пески, а также грунты, характеризующиеся кислой реакцией среды (рН < 7).

1.39. При укреплении карбамидоформальдегидными смолами грунтов другого зернового состава (см. п. 1.9) производят с добавлением только дисперсных материалов и отвердителей.

1.40. Разрешается укреплять смолами гумусовые и нижние безгумусовые горизонты дерново-подзолистых и полуболотных почв.

1.41. Для комплексного укрепления смолами совместно с анионными медленнораспадающимися эмульсиями класса ЭБА-3 или сырой нефтью, либо с добавкой лигносульфоната технического (ЛСТ) не следует применять грунты с числом пластичности более 12, а также грунты, содержащие легкорастворимые соли или более 3 % карбонатов.

1.42. При применении карбамидоформальдегидных смол действительны дополнительные требования и ограничения к грунтам, изложенные в пп. 1.11, 1.14, 1.16 и 1.39.

Отходы промышленности, используемые в качестве укрепляемых материалов

1.43. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд и аэродромных покрытий из укрепленных грунтов и материалов используют также искусственные грунты - отходы или побочные продукты производства:

золошлаковые смеси тепловых электростанций (ГОСТ 25592-83), получаемые после сжигания каменного или бурого угля, горючих сланцев либо торфа;

шлаки гранулированные доменные и электротермофосфорные (ГОСТ 3476-74), дисперсные металлургические (электросталеплавильные, феррохромовые и отвальные доменные) - отходы черной металлургии;

фосфоритные «хвосты» - отход фосфоритного производства;

горелые породы угольных шахт;

«хвосты» - отходы угольной промышленности, получаемые в результате обогащения углей на обогатительных фабриках;

отходы камнедробления, в том числе известняковые отходы добычи горючих сланцев.

1.44. При применении в качестве укрепляемых материалов отходов или побочных продуктов производства должны соблюдаться требования, предъявляемые к естественным грунтам (см. пп. 1.1 - 1.42 и СНиП 3.06.03-85). Кроме того, отходы производства не должны содержать частиц крупнее 25 мм.

Вяжущие материалы

1.45. Для укрепления естественных и искусственных грунтов применяют следующие основные вяжущие материалы:

портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент (ГОСТ 10178-85), известково-шлаковый цемент, а также другие виды цементов;

известь молотую негашеную, известь гидратную, известь гидрофобизированную 1-го и 2-го сортов (ГОСТ 9179-77);

битумы нефтяные дорожные жидкие (ГОСТ 11955-82);

битумы сланцевые жидкие (РСТ ЭССР 82-83);

нефти высокосмолистые (ТУ 39-01-07-526-79);

эмульсии дорожные битумные (ГОСТ 18659-81);

битумные пасты («Технические указания по приготовлению и применению дорожных эмульсий» ВСН 115-75 (М., 1976));

дегти каменноугольные дорожные (ГОСТ 4641-80, ТУ 14-6-161-78);

каменноугольные смолы (ОСТ 14-62-80);

карбамидоформальдегидные смолы (ГОСТ 14231-88, ТУ 6-05-211-1377-84).

1.46. К вышеперечисленным материалам предъявляются следующие дополнительные требования и ограничения.

1.47. В целях повышения механической прочности цементогрунта и уменьшения расхода вяжущего следует применять тонкомолотые цементы с большой удельной поверхностью, в том числе пластифицированные и гидрофобные.

Потеря массы при прокаливании цементов не должна превышать 2 %; содержание свободной извести в нем не нормируется.

1.48. Для устройства цементогрунтовых однослойных оснований и покрытий дорог во II и III дорожно-климатических зонах надлежит применять портландцемент марок не ниже 400 для грунта покрытий и не ниже 300 - оснований, отвечающих требованиям ГОСТ 10178-85.

Для устройства нижнего слоя оснований дорожных одежд во II - V дорожно-климатических зонах, а также однослойных оснований и покрытий дорог в IV и V дорожно-климатических зонах надлежит, как правило, применять грунты с портландцементом, шлакопортландцементом и пуццолановым портландцементом марки не ниже 200. Для устройства нижних слоев оснований дорожных одежд на дорогах III категории, а также покрытий на дорогах местного значения IV категории с интенсивностью движения до 400 авт/сут и дорогах V категории при строительстве их в IV - V дорожно-климатических зонах допускается применять магнезиальные портландцементы, шлаковые магнезиальные и другие цементы марки 300 и ниже, а также известково-шлаковый, известково-пуццолановый, известково-глинистый и известково-зольный цементы.

1.49. Для устройства цементогрунтовых оснований и покрытий на аэродромах класса А-Г во II - V дорожно-климатических зонах надлежит применять, как правило, портландцементы марки не ниже 400; на аэродромах классов Д, Е и сельскохозяйственной авиации в IV - V дорожно-климатических зонах допускается применять известково-шлаковый, известково-пуццолановый, известково-глинистый и известково-зольный цементы.

1.50. Для укрепления грунтов должны применяться преимущественно битумы нефтяные дорожные жидкие марок 40/70 и 70/130 с вязкостью при не более 100с следующих классов: СГ (среднегустеющие), МГ (медленногустеющие) и МГО (медленногустеющие остаточные).

1.51. В исключительных случаях жидкие битумы классов МГ и СГ могут быть приготовлены на АБЗ разжижением вязких битумов марок БНД 40/60 или БНД 60/90 жидкими нефтепродуктами определенного фракционного состава, регламентируемого ГОСТ 11955-82, и добавлением ПАВ для обеспечения сцепления с поверхностью грунтов и других минеральных материалов.

В качестве разжижителей для получения битумов класса СГ может быть использован керосин (ОСТ 38 01408-86), а для битумов класса МГ - топливо дизельное летнее (Л), зимнее (З) и арктическое (А) по ГОСТ 305-82.

Фракционный состав нефтепродуктов, применяемых в качестве разжижителей, приведен в табл. 1.

Таблица 1

Показатель	Значение показателя для битумов
Показатель	СГ	МГ
Температура начала кипения, °С, не ниже	145	-
Температура, °С, не выше, при которой перегоняется нефтепродуктов:
50 %	215	280
96 %	300	360

Соотношение битума и разжижителей, а также оптимальное количество ПАВ устанавливают предварительно в лаборатории.

Вязкость разжиженных битумов должна соответствовать вязкости требуемых марок жидких битумов.

1.52. Для укрепления грунтов допускается применять жидкие сланцевые битумы марок С-12/20, С-20/35, С-35/70, С-70/130 (с вязкостью не более 100с).

Качество таких битумов должно отвечать требованиям РСТ ЭССР 82-83 на битумы сланцевые дорожные жидкие и вязкие.

1.53. Битумы нефтяные дорожные жидкие используют преимущественно в III - V дорожно-климатических зонах, битумы сланцевые жидкие - во II.

1.54. Взамен жидких битумов допускается применять высокосмолистые нефти (ТУ 39-01-07-526-79) с вязкостью по стандартному вискозиметру не менее 7с, содержанием фракций, выкипающих при температуре по 360 °С, - до 35 % (по объему).

1.55. Для укрепления грунтов, применяемых во II - V дорожно-климатических зонах, следует использовать эмульсии дорожные битумные анионные прямого типа медленнораспадающиеся (класса ЭБА-3), приготовленные на нефтяных битумах разной вязкости и соответствующие ГОСТ 18659-81.

Допускается применение эмульсий класса ЭБА-3, приготовленных с использованием нефтяных гудронов (ТУ 38-101582-75) или госсиполовой смолы (ОСТ 18-114-73).

1.56. Виды эмульгаторов для приготовления анионных медленнораспадающихся эмульсий класса ЭБА-3 приведены в табл. 2.

Допускается также применять эмульсию на эмульгаторе - лигносульфонате техническом (ЛСТ) при условии соответствия получаемых свойств вяжущего существующим нормативным требованиям. Содержание битума должно составлять 50 - 60 %.

Таблица 2

Эмульгатор	Количество вещества, вводимого
Эмульгатор	в воду, % массы воды	в битум, % массы битума
Смола древесная омыленная (СДО)	6 - 8	-
Талловый пек (ТП)	-	15 - 20
Едкий натр	0,8	-
Контакт Петрова (сульфиты)	2,4 - 2,6	-
Едкий натр	См. примечание	-
Госсиполовая смола	6 - 8	3 - 5
Едкий натр	См. примечание	-
Второй жировой гудрон	-	6 - 8
Триполифосфат натрия	2	-
Жировая масса	2,0 - 2,5	-
Едкий натр	0,6 - 0,7	-
Клей талловый пековый плавленый	2,8 - 3,0	-
Едкий натр	0,3	-

Примечание. Количество едкого натра A рассчитывают по формуле

(1)

где а - число омыления эмульгатора, мг×КОН на 1 г, определяемое по ГОСТ 21749-76; в - количество эмульгатора в расчете на сухое вещество, %; 0,714 - коэффициент пересчета молекулярной массы от NaOH к KOH; С - избыток NaOH в водном растворе эмульгатора, %; С = 0,4 - для госсиполовой смолы (хлопкового гудрона); С = 0,1 - 0,12 - для остальных эмульгаторов.

При выборе эмульгатора для приготовления битумных эмульсий надлежит руководствоваться следующими положениями:

эмульсии на нефтяных сульфокислотах применяются для укрепления всех видов грунтов во II - V дорожно-климатических зонах;

эмульсии на госсиполовой смоле, втором жировом гудроне, ЛСТ применяются преимущественно в III - V дорожно-климатических зонах, а также во II дорожно-климатической зоне при температуре воздуха не ниже 15 °С;

для укрепления супесей и суглинков, применяемых в IV и V дорожно-климатических зонах, с влажностью 0,2 - 0,3 влажности на границе текучести, а также барханных песков следует использовать битумные эмульсии, приготовленные на эмульгаторах: контакте Петрова (сульфиты) и госсиполовой смоле (хлопковом гудроне).

1.57. Применяемые для укрепления грунтов битумные эмульсии класса ЭБА-3 должны содержать 35 - 55 % битума (массы эмульсии). Эмульсиями с меньшим содержанием битума следует укреплять супесчаные и суглинистые грунты, с большим содержанием битума - крупнообломочные и песчаные грунты.

Для укрепления крупнообломочных грунтов, песков всех видов и разновидностей, супесчаных грунтов при температуре воздуха не ниже 15 °С рекомендуется использовать эмульсии дорожные битумные с добавками активных веществ (извести, цемента, золы уноса и др.).

1.58. Вышеперечисленные грунты, укрепленные битумными пастами, приготовленными на твердых эмульгаторах, следует применять в III - V дорожно-климатических зонах. Свойства битумных паст должны удовлетворять требованиям ВСН 115-75.

В зависимости от применяемого эмульгатора составы битумных паст следует принимать в соответствии с данными табл. 3.

Таблица 3

Состав битумных паст	Количество вещества, % массы пасты
Известь молотая кипелка	8 - 12
Вода	42 - 33
Битум	50 - 55
Известь пушонка	15 - 20
Вода	40 - 30
Битум	45 - 50
Фильтрпрессная грязь	25 - 30
Вода	35 - 20
Битум	40 - 50

1.59. Битумные пасты, приготовленные с использованием в качестве эмульгатора извести, применяют для укрепления всех видов грунтов в III - V дорожно-климатических зонах.

1.60. Для укрепления грунтов в III - IV дорожно-климатических зонах допускается применять следующие каменноугольные вяжущие:

дегти каменноугольные дорожные (ГОСТ 4641-80);

смолы каменноугольные КМС-1 - КМС-4 сырые (прил. 1), отогнанные и препарированные (прил. 2);

смолы улавливания тяжелые СТУ-2, СТУ-3 (прил. 3).

При использовании перечисленных вяжущих вязкостью = 15с требуется обязательное введение в грунт активных добавок (извести, цемента).

1.61. Для укрепления грунтов согласно требованиям пп. 1.38 - 1.43 следует применять карбамидоформальдегидные смолы марок КФЖ и КФ-МС по ГОСТ 14231-88 и ТУ 6-05-211-1377-84.

Указанные смолы применяют с добавками отвердителей типа аммония хлористого (NH₄Cl), железа хлорного и др. (табл. 10), а также эмульсиями дорожными битумными (так называемое смолобитумное вяжущее), высокосмолистыми нефтями либо лигносульфонатами техническими (ОСТ 13-183-83).

Отходы производства, используемые в качестве вяжущих материалов или компонентов вяжущих

1.62. В качестве вяжущих или их компонентов применяются следующие неорганические отходы и побочные продукты производства:

гранулированные доменные, электротермофосфорные и дисперсные металлургические шлаки по ГОСТ 3476-74;

золы уноса сухого отбора;

золошлаковые смеси гидроудаления по ГОСТ 25592-83;

пыль уноса цементных заводов;

нефелиновый шлам по ТУ 48-0114-19-84 и бокситовый шлам по ТУ 48-2853-3/0-84; размер схватившихся агрегатов не должен превышать 40 мм, а содержание зерен 20 - 40 мм - не более 25 %. R_сж образов, уплотненных под нагрузкой 15 МПа и влажности 23 - 26 %, после 90 сут твердения должны быть не менее 2,5 МПа;

гипсошламовое и портландцементное вяжущее.

1.63. Гранулированные доменные шлаки (табл. 4, 5) применяют в качестве медленнотвердеющих вяжущих с добавками активаторов твердения.

Таблица 4

Вид гранулированного доменного шлака	Удельная поверхность, см²/г, не менее	Содержание частиц мельче 0,28 мм, %, не менее
Недробленый	200	-
Дробленый	800	30
Молотый	3200	100

Примечание. Срок хранения гранулированных доменных шлаков - не более 1 года.

Без добавок активаторов твердения допускается применять недробленые гранулированные доменные шлаки 1-го сорта, дробленые - 1-го и 2-го сортов, молотые - 1 - 3-го сортов.

1.64. К дисперсным металлургическим шлакам относятся электросталеплавильные, феррохромовые и отвальные доменные шлаки, содержащие не менее 70 % частиц мельче 1 мм (см. табл. 6). Применяют их в качестве вяжущих материалов с добавками активаторов твердения.

Без активаторов твердения допускается использовать металлургические шлаки 1-го и 2-го сортов.

Таблица 5

Вид шлака	Сорт шлака	Коэффициент качества К	Гидравлическая активность шлака R, МПа			Степень насыщения Н
Вид шлака	Сорт шлака	Коэффициент качества К	молотого	дробленого	недробленого	Степень насыщения Н
Доменный	1	1,65 - 2,25	> 40	> 20	> 10	-
гранулированный	2	1,45 - 1,65	20 - 40	10 - 20	5 - 10	-
гранулированный	3	1,25 - 1,45	20	10	5	-
Дисперсный	1	-	-	> 10	-	0,70 - 1,00
металлургический	2	-	-	5 - 10	-	0,55 - 0,70
металлургический	3	-	-	5	-	0,55

Примечание. Методика расчета показателей для гранулированных доменных шлаков приведена в прил. 4, для дисперсных металлургических - в прил. 5 настоящего Пособия.

1.65. Золы уноса от сжигания каменных и бурых углей, торфа или горючих сланцев, применяемых в качестве самостоятельных вяжущих или в сочетании с добавками активаторов твердения, должны удовлетворять требованиям табл. 6.

1.66. Пыль уноса цементных заводов (цементная пыль) - это мелкодисперсный отход производства портландцементного клинкера. В качестве вяжущего рекомендуется цементная пыль 1-го и 2-го сортов (табл. 7), а также 2-го и 3-го сортов с активными добавками.

1.67. Нефелиновый и бокситовый шламы, применяемые в качестве медленнотвердеющих вяжущих, должны содержать не менее 40 % двухкальциевого силиката. Характеристика шламов приведена в табл. 8.

Таблица 6

Применение золы уноса	Содержание свободной окиси кальция, %, не менее	Удельная поверхность, см²/г, не менее	Содержание сернистых и сернокислых соединений, % не более^*)	П.п.п, %, не более
Самостоятельное медленнотвердеющее вяжущее	8	3000	6	5
Компонент смешанного вяжущего:
с цементом или цементной пылью	8	3000	3	10
с известью	-	3000	-	10

^*) В пересчете на SO₃.

Примечания: 1. Использование золы уноса в сочетании с цементом предусматривает применение портландцемента или шлакопортландцемента марки не ниже 300.

2. Химический анализ золы уноса проводят по ГОСТ 5382-73, потери при прокаливании определяют по ГОСТ 11022-75, удельную поверхность - по ГОСТ 310.2-76.

Таблица 7

Сорт пыли уноса	Показатель активности^*)		Коэффициент агрессивности a
Сорт пыли уноса	химической Н	гидравлической R, МПа	Коэффициент агрессивности a
1	> 0,25	> 10	> 1,00
2	0,125 - 0,25	5 - 10	1,00 - 1,25
3	< 0,125	< 5	1,25 - 1,50

^*) Методика определения приведена в прил. 7.

Таблица 8

Показатель	Значение показателя для шлама
Показатель	нефелинового	бокситового
Размер частиц, мм, не более	5	5
Модуль крупности	1,2 - 1,7	1,1 - 3,0
Насыпная плотность, кг/м³	900 - 1100	1000 - 1300
Коэффициент теплопроводности, Вт	0,55 - 0,65	0,57 - 0,67
Предел прочности при сжатии образцов, МПа:
после уплотнения под нагрузкой 15 МПа	1,0 - 1,2	0,7 - 1,0
в возрасте 90 сут	4,0 - 6,0	3,0 - 5,0
в возрасте 360 сут	9,0 - 10,0	7,0 - 8,0
Предел прочности на растяжение при изгибе образцов, МПа:
в возрасте 90 сут	1,6 - 2,4	1,2 - 2,0
в возрасте 360 сут	2,6 - 3,0	2,1 - 2,6

1.68. Гипсошламовое и портландцементошламовое вяжущие для укрепления грунтов получают путем совместного помола высушенного нефелинового шлама и активатора твердения. Температура нагрева шлама при сушке не должна превышать 150 °С.

В качестве активаторов твердения в составе вяжущих используют: гипсовый камень по ГОСТ 4013-82 при расходе 5 - 10 % массы гипсошламового вяжущего, портландцемент или шлакопортландцемент либо портландцементный клинкер при расходе 10 - 20 % массы портландцементошламового вяжущего.

Марка вяжущего должна быть не ниже 100, пределы прочности образцов на растяжение при изгибе и при сжатии в возрасте 28 сут соответственно 3 и 10 МПа.

Тонкость помола вяжущих должна обеспечивать прохождение сквозь сито с сеткой № 008 не менее 85 % массы вяжущего.

Образцы из вяжущих должны равномерно изменять объем при кипячении в воде.

Время начала схватывания вяжущих не нормируется. Конец схватывания должен наступать не позднее чем через 10 ч после начала затворения.

Испытания вяжущих выполняют согласно ГОСТ 310.1-76, ГОСТ 310.2-76, ГОСТ 310.3-76 и ГОСТ 310.4-81.

1.69. Производство вяжущих целесообразно организовывать на предприятиях по выпуску глинозема, используя имеющееся высокопроизводительное сушильное и помольное оборудование.

Активные и поверхностно-активные вещества

1.70. Перечень активных и поверхностно-активных веществ, применяемых в качестве добавок при укреплении грунтов неорганическими вяжущими, а также требования к ним приведены в табл. 9.

1.71. Кроме веществ, указанных в табл. 9, в качестве активных добавок при укреплении грунтов неорганическими вяжущими применяют портландцемент, известь, золы уноса сухого отбора, гранулированные доменные шлаки, дисперсные металлургические шлаки, нефелиновый и бокситовый шламы, а также цементную пыль 1-го и 2-го сортов (см. табл. 7) с гидравлическим показателем активности (R) не менее 7,5 МПа.

1.72. Золы уноса, золошлаковые смеси, горелая порода и другие отходы промышленности, применяемые в качестве гранулометрических добавок, должны соответствовать требованиям пп. 1.43 - 1.44.

1.73. Органические вяжущие (жидкий битум, битумные эмульсии, каменноугольные вяжущие, сырая нефть и др.), используемые в качестве добавок при укреплении грунтов цементом, известью, золами уноса и другими неорганическими вяжущими, должны удовлетворять требованиям, приведенным в пп. 1.45 - 1.61.

Таблица 9

Назначение добавки	Добавка (условное обозначение)	Нормативный документ
Повышение водо- и морозостойкости грунтов, укрепленных цементом	Лигносульфонаты технические (ЛСТ)	ОСТ 13-183-83 Минбумпрома СССР
	Кислый гудрон, нейтрализованный аммиаком (ТНД)	ТУ 38-3016-78 Миннефтехимпрома СССР
	Кислый гудрон, нейтрализованный едким натром (ВНР)	ТУ 38-401-221-78 Миннефтехимпрома СССР
	Подмыльный щелок (ПЩ)	ТУ 18-780-78 Минпищепрома РСФСР
	Кубовый остаток производства синтетических жирных кислот (КОСЖК)	ОСТ 38-01182-80
	Синтетическая поверхностно-активная добавка (СПД)	ТУ 38-101253-77 Миннефтехимпрома СССР
	Жидкость гидрофобизирующая (ГЖ 136-41)	ГОСТ 10834-76
	Глицериновый гудрон (ПГ)	ТУ 18-2/49-83
	Алкилсульфатная паста (АСП)	ТУ 38-17-55-80 Миннефтехимпрома СССР
	Этилсиликонат натрия (ГКЖ-10)	ТУ 6-02-696-76 Минхимпрома СССР
	Госсиполовая смола (хлопковый гудрон)	ОСТ 18-114-73
Повышение деформативности, прочности и морозостойкости грунтов, укрепленных цементом	Дивинилстирольный латекс (СКС-65ГП)	ГОСТ 10564-75
	Пипериленстирольный латекс (СКПС-50) марки Б	ТУ 38-403139-81 Миннефтехимпрома СССР
Ускорение процессов твердения, повышение прочности, водо- и морозостойкости грунтов (в том числе кислых, гумусированных, засоленных, переувлажненных), укрепленных цементом или известью	Хлорид кальция	ГОСТ 450-77
	Сульфат железа	ГОСТ 4148-78
	Сульфат натрия	ГОСТ 6318-77, ТУ 38-10742-84 Миннефтехимпрома СССР
	Едкий натр (каустическая сода)	ГОСТ 2263-79
	Углекислый натрий	ГОСТ 83-79
	Двууглекислый натрий	ГОСТ 4201-79
	Силикат натрия (жидкое стекло)	ТУ 6-09-01-686-86
	Сернокислый аммоний	ГОСТ 3769-78
Ускорение процессов твердения грунтов, укрепленных медленнотвердеющими вяжущими из отходов промышленности	Силикат натрия или калия (жидкое стекло)	ТУ 6-09-01-686-86
	Хлорид кальция (ХК)	ГОСТ 450-77
	Нитрат кальция (НК)	ГОСТ 4142-77
	Хлорид натрия (ХН)	ГОСТ 13830-84
	Подмыльный щелок (ПЩ)	ТУ 18-780-78 Минпищепрома РСФСР
Противоморозные добавки при укреплении грунтов цементом	Хлорид кальция (ХК)	ГОСТ 450-77
	Хлорид натрия (ХН)	ГОСТ 13830-84
	Нитрат кальция (НК)	ТУ 603-637-79 Минхимпрома СССР
	Нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК)	ТУ 6-18-194-76 Минхимпрома СССР
	Лигносульфонаты технические (ЛСТ)	ОСТ 13-183-83 Минбумпрома СССР
	Черный сульфатный щелок (ЧСЩ)	ВТУ УС Братскгэсстроя Минэнерго СССР

1.74. При укреплении грунтов органическими вяжущими применяют активные добавки (активаторы) или поверхностно-активные вещества в следующих целях:

улучшить физико-химические свойства грунта;

повысить сцепление органического вяжущего с поверхностью грунта;

ускорить формирование укрепленного материала.

К активаторам относятся портландцемент, шлакопортландцемент, известь, зола уноса сухого отбора, золошлаковые смеси гидроудаления и др.

1.75. Зола уноса сухого отбора, удовлетворяющая требованиям табл. 6, может применяться в качестве самостоятельного вяжущего, а также как компонент смешанного вяжущего. В последнем случае она вводится в грунт совместно с известью.

1.76. Золы уноса или золошлаковые смеси, получаемые при сжигании бурого или каменного угля и удаляемые из золоулавливающих установок гидравлическим способом (гидроудаление), допускается применять при укреплении цементом песчаных и супесчаных грунтов, а также крупнообломочных грунтов неоптимального зернового состава в качестве добавки для заполнения пор грунта.

Золы уноса и золошлаковые смеси, применяемые в указанных целях, должны содержать частиц мельче 0,071 мм более 60 %, а частиц крупнее 2 мм - не более 5 %. Потери при прокаливании таких зол уноса и золошлаковых смесей должны составлять не более 10 %.

1.77. Молотые известняк и опока, используемые в качестве добавки при укреплении грунтов, должны содержать не менее 70 % частиц размером 0,071 мм.

1.78. В качестве добавок активных веществ при укреплении грунтов сланцевыми битумами, битумными эмульсиями, каменноугольными дегтями следует применять известь. В дополнение к п. 1.45 допускается использовать известь 3-го сорта или известковую пыль с содержанием активных СаО + МgО не менее 40 %, а также молотый известняк или молотую опоку в смеси с известью.

При применении каменноугольных вяжущих (дегтей и смол) в качестве активных добавок рекомендуются также полимеризованный амин жирного ряда, двухромовокислый калий, фосфатсодержащий компонент, сера, горелая порода.

1.79. При укреплении грунтов нефтяными жидкими битумами применяют катион- и анионактивные ПАВ.

1.80. Катионактивные вещества способствуют улучшению сцепления нефтяного битума с укрепленными кислыми крупнообломочными и песчаными грунтами и супесями, по зерновому составу близкими к оптимальному. Применяют такие грунты во II и III дорожно-климатических зонах.

1.81. Анионактивные вещества применяют для улучшения сцепления нефтяного битума с укрепленными тяжелыми суглинками во II и III дорожно-климатических зонах; глинами и засоленными суглинками и глинами - в III - V дорожно-климатических зонах. Анионактивные вещества следует вводить в грунт совместно с известью, но возможно и с низкомарочными цементами.

Перечень и назначение поверхностно-активных веществ, а также требования к ним приведены в табл. 10. Кроме перечисленных, допускается применять другие ПАВ после соответствующей проверки эффективности их действия (разд. 2 Пособия).

1.82. При укреплении грунтов карбамидоформальдегидными смолами в качестве отвердителей смолы разрешается применять вещества, которые снижают рН смолы от 7 - 9 до 3 - 5, например неорганические и органические кислоты (соляная, щавелевая, фосфорная и др.) и их соли и т.п.

Таблица 10

Назначение добавки	Добавка (условное обозначение)	Нормативный документ
Активизация поверхности минеральных частиц грунтов и материалов и обеспечение сцепления с ней битума; замедление старения битума; повышение показателей физико-механических свойств укрепленных грунтов и др.	Смола госсиполовая (хлопковый гудрон)	ОСТ 18-114-73
	Гудрон жировой	ОСТ 18-114-73
	Синтетические жирные кислоты (СЖК) С₁₇ - С₂₀	ГОСТ 23239-78
	Кубовый остаток СЖК (КОСЖК)	ОСТ 38-01182-80
	Окисленный петролатум	ТУ 38-301-96-83
	Смола каменноугольная	ОСТ 14-62-80 с изменением №1
	БП-3	ТУ 38 УССР 201-170-78
Отвердители при укреплении грунтов карбамидоформальдегидными смолами	Аммоний хлористый	ГОСТ 2210-73
	Хлорид железа	ГОСТ 4147-74
	Сульфат железа	ГОСТ 4148-78

Примечание. Рекомендуемые дозировки добавок приведены в разд. 2 настоящего Пособия.

2. Подбор составов смесей и методы лабораторных испытаний

Подбор составов смесей и испытание образцов из грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими

2.1. При подборе составов смесей грунта с неорганическими вяжущими материалами следует определить оптимальную дозировку основного вяжущего и установить необходимость введения ПАВ и гранулометрических добавок в зависимости от вида грунта, его физико-химических свойств. При этом должны быть обеспечены требуемые показатели физико-механических свойств укрепленных грунтов.

2.2. Подбор составов смесей включает следующие этапы:

отбор проб материалов и установление соответствия их свойств требованиям соответствующих ГОСТов, СНиПов и ТУ; определение оптимального содержания воды в смеси и расчет максимальной плотности образцов;

определение необходимого количества вяжущего и добавок путем приготовления трех-шести пробных составов смесей и лабораторных образцов из них;

определение физико-механических показателей образцов грунта, после 28 и 90 сут хранения во влажных условиях (в зависимости от вида применяемого вяжущего) согласно методикам, приведенным в пп. 2.9 - 2.35;

сопоставление полученных показателей физико-механических свойств образцов с требованиями табл. 35 и 36 СНиП 2.05.02-85 и выбор оптимальной смеси, удовлетворяющей этим требованиям.

Таблица 11

Грунты	Ориентировочный расход минеральных вяжущих материалов, % (кг/м³)
Грунты	Портландцемент, шлакопортландцемент	Известь	Известково-шлаковый цемент
Крупнообломочные несцементированные (гравийные, дресвяные, щебеночные); грунтогравийные и грунтощебеночные смеси, близкие к оптимальному составу; пески гравелистые, крупные и средние (неоднородные)	4 - 8 (80 - 180) 3 - 6 (60 - 120)	3 - 6 (60 - 120) 3 - 4 (60 - 80)	-
Крупнообломочные несцементированные; грунтощебеночные смеси неоптимального состава; пески гравелистые, крупные, средние, мелкие (однородные), пылеватые	6 - 12 (100 - 210) 4 - 8 (70 - 140)	-	-
Крупнообломочные несцементированные; грунтогравийные и грунтощебеночные смеси; пески крупные неоптимального состава с добавкой 15 - 20 % немолотого нефелинового или бокситового шлама	6 - 8 (100 - 180) 4 - 6 (80 - 120)	-	-
Пески средние и мелкие, в том числе однородные; супеси легкие крупные и пылеватые с числом пластичности не более 5 с добавкой 15 - 20 % молотого нефелинового или бокситового шлама	4 - 6 (80 - 110) 3 - 4 (60 - 80)	-	-
Супеси, близкие к оптимальному составу, легкие крупные, легкие и тяжелые пылеватые; суглинки	8 - 12 (160 - 240) 4 - 7 (80 - 140)	6 - 8 (100 - 140) 4 - 6 (70 - 100)	-
Пески и супеси с числом пластичности менее 3 с добавкой 15 - 25 % золы уноса или золошлаковой смеси	4 - 7 (80 - 140) 3 - 4 (60 - 80)	2 - 4 (35 - 80) 2 - 3 (35 - 60)	-
Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые	11 - 14 (200 - 250) 8 - 12 (150 - 220)	7 - 8 (120 - 150) 5 - 6 (80 - 100)	12 - 15 (220 - 270) 8 - 10 (140 - 180)
Глины песчанистые, пылеватые с числом пластичности не более 22	13 - 15 (230 - 270) 10 - 12 (180 - 220)	8 - 10 (140 - 170) 6 - 8 (100 - 140)	12 - 16 (220 - 300) 8 - 11 (140 - 200)
Золошлаковые смеси гидроудаления	5 - 7 (100 - 140) 4 - 6 (80 - 120)	8 - 10 (150 - 200) 7 - 9 (140 - 180)	10 - 12 (200 - 240) 8 - 10 (160 - 200)
Шлаки черной и цветной металлургии, фосфорные и др.	5 - 8 (110 - 180) 4 - 7 (90 - 160)	8 - 10 (180 - 220) 7 - 9 (160 - 200)	8 - 12 (180 - 260) 8 - 10 (180 - 220)
«Хвосты» - твердые отходы различных видов промышленности различного зернового состава	5 - 9 (110 - 190) 4 - 8 (90 - 170)	-	-

Примечания: 1. Над чертой - при устройстве верхнего слоя основания или покрытия, под чертой - нижнего слоя основания.

2. Бокситовый шлам применяют в качестве добавки при содержании в нем двухкальциевого силиката (белита) не менее 40 %.

3. Показатели свойств укрепленных материалов должны соответствовать табл. 35 СНиП 2.05.02-85. При этом для получения укрепленных материалов I класса прочности следует принимать максимальные дозировки вяжущих, III класса - минимальные.

2.3. Для подбора составов смесей и проведения лабораторных испытаний должны быть отобраны пробы грунтов в соответствии с ГОСТ 12071-84. В результате экспериментов необходимо определить:

зерновой состав в соответствии с ГОСТ 12536-79;

границы и число пластичности глинистых грунтов согласно ГОСТ 5180-84, а также содержание песчаных частиц;

оптимальную влажность и максимальную плотность грунта в соответствии с ГОСТ 22733-77 и пп. 2.7 - 2.9;

водородный показатель рН;

содержание легкорастворимых солей по ГОСТ 25100-82 для засоленных грунтов;

содержание гумуса для грунтов с органическими примесями.

2.4. Выбор неорганического вяжущего и добавки следует производить в зависимости от свойств и состава укрепляемых грунтов, а также условий работы укрепленных грунтов в основаниях и покрытиях дорог и аэродромов согласно требованиям, изложенным в разд. 1 и СНиП 2.05.02-85.

2.5. При подборе составов смесей из грунтов, укрепленных портландцементом, известью, известково-шлаковым цементом, ориентировочные значения дозировок вяжущих и добавок принимают по табл. 11, 12; дозировки вяжущих из отходов промышленности и добавок к ним - по табл. 13 - 16. При использовании органических добавок (см. табл. 14) расход шлакового вяжущего снижается на 20 - 40 % массы шлака.

Показатели свойств укрепленных материалов должны соответствовать приведенным в табл. 35 СНиП 2.05.02-85. При этом для получения укрепленных материалов I класса прочности следует принимать максимальные дозировки вяжущих, III класса - минимальные (см. табл. 13).

Таблица 12

Вид добавки	Добавка	Ориентировочная дозировка, %, рекомендуемая при укреплении грунтов
Вид добавки	Добавка	для повышения водо- и морозостойкости	кислых негумусированных	гумусированных кислых и нейтральных	засоленных
Активные и гранулометрические добавки из неорганических вяжущих или отходов промышленности	Известь (молотая негашеная, гидратная или гидрофобизированная)	0,5 - 2,0 1,5 - 4,0	0,3 - 1,0 1,0 - 4,0	0,5 - 1,5 1,5 - 4,0	0,3 - 1,0 1,0 - 4,0
	Зола уноса сухого отбора как активная добавка или зола и золошлаковые смеси гидроудаления как гранулометрическая добавка	20 - 25 -	15 - 25 10 - 20	15 - 20 -	15 - 25 -
	Дисперсные металлургические шлаки	1,0 - 3,0 2,0 - 4,0	10 - 15 2,0 - 4,0	1,0 - 3,0 2,0 - 4,0	-
	Шламы нефелиновые и бокситовые (молотые или немолотые)	20 - 30 20 - 35	20 - 30 10 - 20	20 - 30 10 - 20	-
	Гранулированный доменный молотый шлак	20 - 25 -	-	-	-
Органические добавки	Высокосмолистая нефть или жидкий битум	1,0 - 3,0 2,0 - 3,0	1,0 - 3,0 -	1,0 - 3,0 2,0 - 4,0	1,0 - 3,0 -
Органические добавки	Эмульгированный вязкий битум или нефтяной гудрон	3,0 - 5,0 -	-	-	-
Химические добавки	Хлорид кальция	0,3 - 1,0 0,5 - 2,0	0,3 - 1,0 -	0,5 - 1,0 1,0 - 2,0	0,3 - 1,0 0,5 - 1,5
	Сульфат натрия	0,5 - 1,0 1,0 - 2,0	-	-	0,3 - 1,0 1,0 - 2,0
	Жидкое стекло (или жидкое стекло + хлорид кальция)	0,5 - 1,0 1,0 - 2,0	-	-	0,3 - 1,0 1,0 - 2,0
	Едкий натр, углекислый натрий или двууглекислый натрий	-		-
Добавки поверхностно-активных веществ	ЛСТ	1,0 - 1,5 1,5 - 2,0	-	-	-
	ЛСТ + хлорид кальция	0,5 - 0,5 1,0 - 1,0	-	-	-
	ГНД	1,0 - 2,0 1,5 - 2,0	-	-	-
	ВНГ	1,5 - 2,0 1,5 - 2,0	-	-	-
Добавки поверхностно-активных веществ	ГКЖ-10 (или ГКЖ-11)	0,2 - 1,0 0,5 - 1,0	-	-	-
	ПГ	0,05 - 0,2 0,05 - 0,2	-	-	-
	ПЩ	0,5 - 1,0 1,0 - 2,0	0,5 - 1,0 1,0 - 2,0	0,5 - 1,0 1,0 - 2,0	-
	ГЖ 136-41	0,5 - 1,0 0,8 - 1,0	-	-	-
	АСП	0,05 - 0,2 -	-	-	-
	Госсиполовая смола (хлопковый гудрон)	2,0 - 4,0 -	-	-	-
	КОСЖК	3,0 -	-	-	-
	СПД	0,02 - 0,05 0,02 - 0,50	-	-	-
	СКС-65ГП	1,0 - 1,5 2,0 - 3,0	-	-	-
	СКПС-50	1,0 - 1,5 2,0 - 3,0	-	-	-
Химические добавки	Хлорид кальция	0,5 - 2,0 2,0 - 4,0	0,3 - 1,0 1,0 - 3,0	0,5 - 1,0 1,0 - 3,0
Химические добавки	Сульфат натрия, сульфат аммония или сульфат железа	0,5 - 1,5 1,5 - 3,0	-	1,0 - 2,0 1,0 - 3,0	0,5 - 1,0 1,0 - 3,0

Примечания: 1. Над чертой приведены дозировки добавок для укрепления песков и супесей, под чертой - суглинков и глин.

2. Дозировки добавок неорганических вяжущих и промышленных отходов, органических веществ, а также химические добавки даны в процентах массы сухой смеси, добавки поверхностно-активных веществ (кроме латексов) - в процентах массы цемента, дозировки латексов (СКС-65ГП и СКПС-50) - в процентах массы смеси.

3. При подборе составов смесей из крупнообломочных грунтов ориентировочные значения дозировок добавок принимают как для песков.

4. При укреплении крупнообломочных и песчаных грунтов применяют немолотые шламы, супесей и суглинков - молотые.

Таблица 15

Рекомендуемый состав вяжущих на основе зол уноса и золошлаковых смесей, %					Дозировка добавки, % массы вяжущего
Зола уноса сухого отбора	Золошлаковая смесь гидроудаления	Известь на 100 % СаО	Цемент	Цементная пыль	Подмыльный щелок	Хлорид натрия или хлорид кальция
90	-	10	-	-	-	-
92	-	8	-	-	5	-
90	-	10	-	-	-	3
90 - 92	-	-	8 - 10	-	-	-
58 - 60	-	-	-	40 - 42	-	-
-	88 - 90	10 - 12	-	-	-	-
-	90 - 92	8 - 10	-	-	8	-
-	88 - 90	10 - 12	-	-	-	3
-	88 - 90	-	10 - 12	-	-	-
-	48 - 50	-	-	50 - 52	-	-

Примечания: 1. Добавки подмыльного щелока и хлористых солей следует вводить в смесь с водой затворения; при этом общее количество солей, вводимых в смесь, не должно превышать 1,5 % массы сухой смеси.

2. Вяжущее, приготовленное на основе зол сухого отбора, хранят в складах аналогично цементу. Срок хранения при активации цементом или цементной пылью - не более 1 года, известью - до 3 мес.

3. Вяжущее, приготовленное на основе золошлаковых смесей гидроудаления, следует хранить навалом под навесом. Срок хранения при активации известью или цементной пылью - не более 5 сут, цементом - до 1 сут.

4. При укреплении песков и супесей активными золами уноса допускается применять добавки эмульгированного вязкого битума или нефтяного гудрона в количестве 3 - 4 % массы смеси. При этом расход золы составляет 10 - 15 % массы смеси.

Таблица 16

Сорт пыли уноса цементных заводов	Дозировка добавки, % массы цементной пыли
	Портландцемент марки 400	Жидкое стекло	Молотый гранулированный доменный шлак
	Портландцемент марки 400	Жидкое стекло	1-го сорта	2-го сорта
2	12,5	3	15	25
3	25,0	6	20	30

Примечание. При повышении или снижении марки цемента на 100 табличные значения следует соответственно снизить или повысить на 20 %.

2.6. Физико-механические свойства неорганических вяжущих и добавок следует принимать в основном по паспортным данным. При хранении цемента более 3 мес необходимо повторно произвести лабораторные испытания и определить его физико-механические свойства.

Показатели, характеризующие свойства зол уноса, следует устанавливать при подборе состава смеси.

2.7. Оптимальную влажность и максимальную плотность грунтов и материалов определяют в соответствии с ГОСТ 22733-77. Для грунтов, содержащих не более 10 % частиц крупнее 5 мм, допускается определять оптимальную влажность и максимальную плотность на малом приборе стандартного уплотнения (рис. 2), состоящего из подставки с двумя закрепляющими винтами; разъемного цилиндра вместимостью 0,1 л; направляющей цилиндрической насадки; плунжера, передающего ударную нагрузку; гири массой 2,5 кг; направляющего стержня; рукоятки и вкладыша. Перед началом опыта цилиндр и насадку смазывают керосином.

Для определения максимальной плотности скелета грунта (плотности сухого грунта) g_max и оптимальной влажности W_опт^*) отбирают среднюю пробу воздушно-сухого грунта, измельченного и просеянного через сито с отверстиями 5 мм, массой около 1,5 кг и помещают в хорошо закрывающийся широкий сосуд.

^*) Здесь и далее термины и обозначения физических величин приняты в соответствии с ГОСТ 22733-77. В скобках даны наименования этих величин, рекомендованные «Перечнем единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве» СН 528-80.

Рис. 2. Схема малого прибора стандартного уплотнения:

1 - подставка; 2 - закрепляющие винты; 3 - разъемный цилиндр; 4 - направляющий насадный цилиндр; 5 - плунжер, передающий ударную нагрузку; 6 - гиря массой 2,5 кг; 7 - направляющий стержень; 8 - рулетка; 9 - пластина для подставки в разъемный цилиндр

Наименьшая влажность в начале первого опыта уплотнения должна несколько превышать влажность грунта в воздушно-сухом состоянии, поэтому взятую пробу грунта увлажняют (2 - 4 % воды массы грунта) и тщательно перемешивают.

2.8. От увлажненного грунта отбирают навеску массой 250 - 260 г и непосредственно перед уплотнением определяют ее влажность; грунт всыпают в разъемный цилиндр, предварительно закрепленный на подставке с насадкой; в форму вставляют плунжер с направляющим стержнем и грунт, заключенный в форму, уплотняют ударами гири, падающей с высоты 30 см. Количество ударов должно быть таким, чтобы для данного грунта результаты определения g_max и W_опт не отличались от результатов, полученных по методике ГОСТ 22733-77 (ориентировочно не менее 20 ударов).

После уплотнения пробы грунта плунжер и насадку осторожно снимают и тщательно срезают ножом излишки грунта заподлицо с краями разъемного цилиндра. Цилиндр вынимают, взвешивают вместе с образцом грунта с точностью до 0,1 г и за вычетом массы цилиндра определяют массу образца грунта.

Плотность влажного образца грунта (плотность грунта) g (г/см³) рассчитывают по формуле

(1)

где m₁ - общая масса цилиндра с уплотненным грунтом, г;

m₂ - масса пустого цилиндра, г;

V - объем цилиндра, равный 100 см³.

Опыт с уплотнением повторяют несколько раз, увеличивая влажность грунта на 2 % до тех пор, пока масса образца грунта не начнет уменьшаться.

Плотность скелета грунта (плотность сухого грунта) g_ск вычисляют по формуле

(2)

где W - влажность пробы грунта, %.

Результаты опытов наносят на график, откладывая по оси абсцисс значения влажности пробы грунта, по оси ординат - соответствующие значения плотности скелета грунта g_ск. Наивысшая точка получающейся кривой соответствует оптимальной влажности W_опт (абсцисса) и максимальной плотности скелета g_max (ордината) уплотняемого грунта (рис. 3).

Рис. 3. Кривая определения оптимальной влажности и максимальной плотности грунтов и смесей грунтов с минеральными вяжущими:

-------- - максимальная плотность, -×-×-×-×-×- - оптимальная влажность

Для одноразмерных песков обычно не получают кривую с четко выраженным максимумом. Для таких грунтов определяют оптимальную влажность и максимальную плотность на смесях с оптимальным количеством вяжущих (цемента, золы уноса). В этом случае оптимальная влажность составляет, как правило, не менее 10 - 12 % (табл. 17).

Таблица 17

Грунты	Оптимальная влажность грунта
Крупнообломочные:
щебенистые	3 - 5
дресвяные	5 - 7
Пески:
гравелистые	4 - 6
крупные	6 - 8
средней крупности	7 - 9
мелкие пылеватые, мелкие однородные (I_п = 1,7)	8 - 10
Супеси (I_п = 1 ¸ 7)	8 - 10 0,6 - 0,65
Суглинки:
легкие (I_п = 7 ¸ 12)	12 - 14 0,55 - 0,6
тяжелые (I_п = 12 ¸ 17)	16 - 18 0,55 - 0,6
Глины (I_п £ 20)	18 - 22 0,45 - 0,6

Примечание. Над чертой - в процентах массы грунта, под чертой - в долях влажности на границе текучести.

2.9. Для приготовления смесей грунты предварительно высушивают до воздушно-сухого состояния. Крупнообломочные грунты просеивают через сито с отверстиями 40 - 25 мм, песчаные и глинистые (предварительно размельченные) - через сито с отверстиями 5 мм.

Влажность грунта определяют путем высушивания навесок грунта в термостате до постоянной массы при температуре 105 - 110 °С.

В случаях, когда проектом предусмотрено улучшение зернового состава грунта, вносят соответствующие добавки (песок, гравий, щебень, отходы камнедробления, золы уноса и др.). Смешение грунта с этими добавками производят без увлажнения.

2.10. При приготовлении смеси грунта с цементом, известью, известково-шлаковым цементом или золой уноса в грунт вносят вяжущее, смесь перемешивают и доувлажняют (с учетом содержащейся в грунте влаги) до оптимальной влажности.^*)

^*) Методику определения оптимальной влажности и максимальной плотности скелета смесей грунтов с минеральными вяжущими принимают в соответствии с прил. 7 или пп. 2.7 - 2.9.

При добавке молотой негашеной или гидрофобной негашеной извести, а также золы уноса сухого отбора смесь увлажняют до влажности, на 2 - 3 % превышающей оптимальную, выдерживают до изготовления образцов в закрытом сосуде в течение 10 - 12 ч.

2.11. При приготовлении смеси грунта с цементом, известью, известково-шлаковым цементом или золой уноса с добавками электролитов или жидкого стекла в грунт вносят вяжущее, смесь перемешивают и доувлажняют до оптимальной влажности. Добавки электролитов (СаCl₂, Nа₂SO₄, NаНSO₃, Na₂SO₃, NaОН и др.) или жидкого стекла вносят в виде раствора. Количество воды в растворе учитывается в общем объеме влаги, вносимой в смесь.

2.12. При приготовлении смеси грунта с цементом и добавками сырой нефти или жидкого битума последние нагревают до требуемой температуры; смесь перемешивают, добавляют цемент, а затем доувлажняют до оптимальной влажности, уменьшая оптимальное количество воды на количество органических добавок (эти добавки учитывают как жидкую фазу).

2.13. При приготовлении смеси грунта с цементом (или известью) и золой уноса в грунт вначале вносят золу уноса, перемешивают ее с грунтом, затем добавляют цемент (или известь) и вновь перемешивают. Далее смесь доувлажняют до оптимальной влажности и перемешивают в лабораторной лопастной мешалке в течение 4 - 6 мин.

2.14. Оптимальную дозировку вяжущих веществ определяют путем подбора состава смеси грунта с вяжущим. С этой целью готовят 3 - 4 пробные смеси, отличающиеся по содержанию вяжущего на 1 - 3 %. Масса каждой смеси из глинистых и песчаных грунтов составляет примерно 2 - 3 кг, из крупнообломочных с наибольшей крупностью зерен 25 мм - 10 - 12 кг, а при наибольшей крупности зерен 40 мм - 25 - 30 кг.

Из этих смесей уплотнением в стальных полых цилиндрических формах с двумя вкладышами изготовляют по шесть образцов каждого вида смеси диаметром и высотой 5; 10 и 15 см. Размеры форм и образцов назначают по табл. 18 в зависимости от зернового состава грунтов.

Таблица 18

Грунты	Размер формы, мм		Размер образца-цилиндра, мм
Грунты	диаметр	высота	диаметр	высота
Крупнообломочные при наибольшей крупности зерен:
25 мм	100,1	180,0	100	100
40 мм	150,5	150,5	150	150
Песчаные и глинистые при наибольшей крупности зерен и глинисто-пылеватых агрегатов мельче 5 мм	50,1	130,0	50	50

Примечание. Формы диаметром 150 мм имеют съемные кольца-насадки высотой 50 мм и плунжер.

Внутреннюю поверхность формы и вкладыши перед загрузкой смеси смазывают керосином или машинным маслом. Нижний вкладыш должен выступать из формы на 1,5 - 2 см для обеспечения двустороннего уплотнения смеси.

Смесь через воронку насыпают в форму. Для равномерного распределения смеси ее штыкуют ножом или шпателем, затем вставляют в форму верхний вкладыш. Форму со смесью ставят на нижнюю плиту пресса и уплотняют.

2.15. Нагрузку уплотнения образцов из смесей глинистых и песчаных грунтов с вяжущими подбирают с таким расчетом, чтобы плотность образцов была максимальной, достигаемой при оптимальной влажности на приборе стандартного уплотнения. Ориентировочно нагрузка уплотнения составляет 10 - 15 МПа. Плотность готовых образцов не должна отличаться от максимальной, определенной по методу стандартного уплотнения, более чем на ±2 %.

Влажность смеси при ее уплотнении не должна отличаться от установленной оптимальной более чем на 12 %.

Требуемую массу m образца определяют по формуле

(3)

где V - объем образца, см³;

g_max_см - максимальная плотность скелета смеси, г/см³;

W_опт._c_м - оптимальная влажность смеси, %.

Время выдерживания смеси под нагрузкой - 3 мин. При выдавливании образца для удобства используют специальную подставку (рис. 4).

2.16. Образцы из смеси грунта с вяжущим уплотняют также трамбованием на приборе стандартного уплотнения при строгом соблюдении оптимальной влажности и максимальной плотности для смеси выбранного состава. Число ударов гири при уплотнении смеси такое же, как при уплотнении грунтов.

В стационарных условиях образцы трамбуют на лабораторном копре с механическим приводом. Для этой цели смесь грунта с вяжущим помещают в разъемный цилиндр от прибора стандартного уплотнения и форму в собранном виде (за исключением гири и направляющего стержня) закрепляют на столике копра. Смесь уплотняют ударами гири, падающей с высоты 30 см.

Рис. 4. Подставка для выдавливания образцов-цилиндров (размеры даны в миллиметрах)

2.17. Образцы-балочки готовят прессованием в стальных формах с двухсторонними вкладышами (рис. 5 и 6).

При уплотнении смеси должно быть обеспечено двухстороннее приложение нагрузки за счет свободного перемещения вкладышей навстречу друг другу. Размеры образцов-балочек для разных грунтов приведены в табл. 19.

Максимальная крупность частиц при изготовлении образцов-балочек из обломочных грунтов должна быть не более 25 мм; допускается замена более крупных фракций 25 - 50 мм равным количеством фракций 10 - 25 мм.

Стенки формы и вкладыши перед укладкой смеси смазывают керосином или машинным маслом. Вкладыш должен выступать из формы на 1 - 1,5 см для обеспечения двухстороннего уплотнения. Смесь разравнивают, придавливают шпателем, после чего укладывают верхний вкладыш. Форму со смесью ставят на нижнюю плиту пресса и уплотняют.

Рис. 5. Форма для изготовления образцов-балочек:

1 - корпус; 2 - ручка; 3 - вкладыш

Таблица 19

Грунты	Размеры образца-балочки, мм
Грунты	длина	ширина	высота
Глинистые и песчаные	160	40	40
Крупнообломочные	400	100	100

2.18. Нагрузку уплотнения образцов-балочек подбирают с таким расчетом, чтобы плотность образца была максимальной, достигаемой при оптимальной влажности на приборе стандартного уплотнения. Ориентировочно она составляет 10 - 15 МПа, время выдерживания образца - 3 мин.

Требуемую массу образца вычисляют по формуле (3). На рис. 7 приведена специальная подставка, с помощью которой образец выдавливают из формы.

2.19. Изготовленные образцы хранят в ванне с гидравлическим затвором, либо в эксикаторах над водой, либо во влажном песке. Рекомендуется предварительно образцы завернуть в кальку и смазать парафином.

Рис. 6. Детали пресс-формы для крупнообломочных смесей:

1 - днище; 2 - продольные стенки: 3 - поперечные стенки; 4 - стягивающие болты; 5 - рамка жесткости; 6 - насадка; 7 - плунжер

Образцы из грунтов, укрепленных портландцементом или шлакопортландцементом, хранят 28 сут^*) и затем определяют требуемые показатели физико-механических свойств.

^*) Допускается применение ускоренного метода определения предела прочности образцов из цементогрунтов (прил. 8).

Для получения ориентировочных значений предела прочности при сжатии в более ранние сроки твердения образцы испытывают после 7 сут хранения; при этом показатели прочности должны составлять не менее 60 % значений, указанных в табл. 35 СНиП 2.05.02-85.

Рис. 7. Подставка для выдавливания образцов-балочек

Образцы из грунтов, укрепленных медленнотвердеющими вяжущими, например золой уноса, известково-зольным цементом, известково-шлаковым цементом или известью, белитовым шламом и вяжущими из него, хранят 90 сут. Для получения ориентировочных значений предела прочности при сжатии образцы хранят 28 сут. Полученные величины должны составлять не менее 50 % значений, указанных в табл. 35 СНиП 2.05.02-85, а при использовании феррохромовых и отвальных доменных шлаков - не менее 10 и 30 % соответственно.^*)

^*) Допускается использовать методику ускоренного определения свойств шлакогрунтов (прил. 9).

2.20. Предел прочности на растяжение при изгибе и при сжатии определяют на образцах, подвергнутых полному или капиллярному водонасыщению.

2.21. Полное водонасыщение образцов высотой и диаметром 5 см производят в спокойной воде в течение 2 сут, а образцов больших размеров - в течение 3 сут, причем в обоих случаях в первые сутки образцы погружают в воду на 1/3 высоты, а в последующий - полностью. Для предотвращения высыхания образцов, погруженных в воду на 1/3 высоты, насыщение производят в ванне с гидравлическим затвором.

2.22. Капиллярное водонасыщение образцов производят через слой влажного песка. В металлический или стеклянный сосуд наливают воду до уровня, указанного на рис. 8, поддерживая его постоянным с помощью уровнемера.

Рис. 8. Приспособление для капиллярного водонасыщения образцов:

1 - сосуд; 2 - образцы; 3 - капиллярно-увлажненный песок; 4 - водонасыщенный песок; 5 - фильтровальная бумага; 6 - металлическая сетка; 7 - подставка.

В сосуд укладывают металлическую сетку или устанавливают емкость с сетчатым дном, которое закрывают фильтровальной бумагой. На фильтровальную бумагу насыпают слой мелкого одноразмерного песка толщиной 15 см и через сутки после его насыщения ставят образцы. Образцы капиллярно насыщают в течение 3 сут. Для предотвращения высыхания сосуд с образцами помещают в ванну с гидравлическим затвором.

2.23. Предел прочности при сжатии в зависимости от размера образца определяют на гидравлических или механических прессах мощностью 0,5 - 5 и 10 - 20 т. Пресс должен быть снабжен силоизмерителем любого типа, позволяющим определять прочность при сжатии с погрешностью ±2 %.

Скорость нагружения при холостом ходе пресса должна составлять 3 мм/мин. Проверку скорости перед испытаниями производят с помощью индикаторов часового типа. Указанная выше скорость соответствует 300 делениям индикатора с ценой деления 0,01 мм за 1 мин.

2.24. Образцы высотой и диаметром 5; 10 и 15 см устанавливают в центре нижней плиты пресса так, чтобы зазор между образцом и верхней плитой составлял 2 - 3 мм. При скорости подъема нижней плиты пресса 3 мм/мин производят нагружение образца.

С целью обеспечить равномерное распределение напряжений при небольших перекосах из-за непараллельности оснований образца рекомендуется использовать шарнирное устройство (рис. 9), которое устанавливают на верхнюю грань образца.

2.25. Предел прочности при сжатии R_сж вычисляют с точностью ±0,05 МПа по формуле

(4)

где Р - разрушающая нагрузка, Н;

F - первоначальная площадь поперечного сечения образца, см²;

10^-2 - коэффициент пересчета в МПа.

За результат определения принимают среднее арифметическое значение испытания трех образцов. Расхождение между данными испытаний отдельных образцов не должно превышать 15 % среднего арифметического значения.

2.26. Предел прочности при сжатии допускается определять на половинках образцов-балочек, остающихся после расчета прочности на растяжение при изгибе. Половинку каждой балочки помещают между двумя стальными пластинками размером 40´62,5 мм, которые укладывают на боковые грани, прилегавшие во время изготовления образца к продольным стенкам формы. Образец вместе с пластинками ставят на плиту пресса и испытывают согласно пп. 2.23 - 2.25.

2.27. Предел прочности на растяжение при изгибе определяют на образцах-балочках. Испытания проводят на прессах мощностью 0,5 - 5 и 10 - 20 т (см. п. 2.23), оборудованных дополнительно специальными столами или траверсами, несущими на себе цилиндрические опоры для балочек; при этом одна из опор должна быть подвижной (качающийся шарнир). Радиус закругления опорных поверхностей должен быть в пределах 10 - 15 мм. Перед испытанием образцы полностью насыщают водой согласно п. 2.21.

2.28. После испытания образец извлекают из воды, вытирают мягкой тканью (фильтровальной бумагой) и помещают на две опоры, расстояние между которыми составляет 14 см для балочек размером 4´4´16 см и 30 см - балочек размером 10´10´40 см. Образец устанавливают на опоры той гранью, которая при уплотнении была вертикальной. Поверхность образца должна плотно прилегать к опорам по всей ширине. После установки образца зазор между образцом и подкладкой под верхнюю плиту пресса должен составлять 4 - 6 мм. Образец нагружают по середине пролета по всей ширине через подкладку под верхнюю плиту пресса (рис. 10).

Рис. 9. Схема шарнирного устройства:

1 - шарик стальной диаметром 6 - 8 мм; 2 - металлические пластинки диаметром a; 3 - образец укрепленного грунта диаметром d_обр.

2.29. Предел прочности на растяжение при изгибе R_изг вычисляют с точностью ±0,05 МПа по формуле

(5)

где l - расстояние между опорами, см;

b, h - соответственно ширина и высота балочки, см.

За результат определения принимают среднее арифметическое значение испытания трех образцов. Расхождение между результатами отдельных испытаний и средним арифметическим не должно превышать 15 %.

Рис. 10. Схема испытания образцов-балочек на изгиб

2.30. Ориентировочные значения предела прочности на растяжение при изгибе можно получить по результатам испытания образцов-цилиндров на растяжение при расколе.

Предел прочности на растяжение при расколе определяется на образцах диаметром и высотой 5 см при содержании частиц не крупнее 5 мм и 10 см - при содержании частиц не крупнее 25 мм. Образцы должны быть полностью насыщены водой и твердеть в течение 28 сут во влажных условиях.

2.31. Испытание образцов производят в соответствии с п. 2.23. Верхняя плита пресса должна быть установлена на сферическом шарнире, позволяющем свободно поворачивать ее в любом направлении.

2.32. Образец устанавливают на прессе так, чтобы направление сжимающей силы совпадало с диаметральной плоскостью образца (рис. 11), а ось образца проходила через центр шарнира плиты пресса. Для удобства и большей точности испытания рекомендуется изготовить специальное приспособление (шаблон).

Рис. 11. Схема испытаний образцов-цилиндров на раскол:

1 - нижняя плита с направляющими штангами; 2 - верхняя съемная плита; 3 - прокладка

Для равномерного распределения нагрузки между плитами пресса и образцом помещают прокладки из трехслойной фанеры или пластика. Длина прокладок должна быть не менее длины образца, а ширина составлять 0,2 диаметра образца.

Образец помешают в шаблон и устанавливают на нижнюю плиту пресса так, чтобы зазор между верхней плитой шаблона и верхней плитой пресса составлял 4 - 6 мм. Скорость приложения нагрузки - 3 мм/мин.

2.33. Предел прочности на растяжение при расколе R_p вычисляют с точностью ±0,05 МПа по формуле

(6)

где D - диаметр образца, см;

- коэффициент, характеризующий распределение нагрузки по контакту с образцом.

За результат определения принимают среднее арифметическое значение испытания трех образцов.

Расхождение между результатами испытаний отдельных образцов и среднеарифметическим не должно превышать 15 %.

Предел прочности на растяжение при изгибе вычисляют по формуле

(7)

2.34. Испытание на морозостойкость производят на трех параллельных образцах после их 28- или 90-суточного твердения в условиях полного или капиллярного водонасыщения.

Метод водонасыщения, количество циклов замораживания-оттаивания и температуру замораживания назначают в соответствии с требованиями табл. 40 СНиП 2.05.02-85 в зависимости от дорожно-климатической зоны и типа покрытия, а также местоположения конструктивного слоя из укрепленного грунта в дорожной одежде.

Каждый цикл замораживания-оттаивания включает следующие операции: замораживание образца в морозильной камере в течение 4 ч, погружение его на 4 ч в воду комнатной температуры (при полном водонасыщении) или во влажный песок (при капиллярном).

После проведения требуемого количества циклов испытаний определяют предел прочности при сжатии оттаявших образцов и их влажность.

2.35. Морозостойкость оценивают коэффициентом морозостойкости К_мрз, представляющим собой отношение предела прочности при сжатии образцов после определенного количества циклов замораживания-оттаивания к этому же показателю водонасыщенных (полностью или капиллярно) образцов до испытания (/ или /).

Подбор составов смесей и испытание образцов из грунтов, укрепленных органическими вяжущими материалами

2.36. При подборе составов смесей грунтов с органическими вяжущими материалами следует соблюдать требования пп. 2.1 - 2.3 с учетом особенностей, изложенных ниже.

2.37. Выбор органического вяжущего и добавок зависит от состава и свойств укрепляемых грунтов, а также условий их работы в дорожной и аэродромной одежде и производится в соответствии с требованиями, изложенными в разд. 1 Пособия и в табл. 36 - 37 СНиП 2.05.02-85.

2.38. Ориентировочно дозировка основного вяжущего материала может быть принята по табл. 20, активных и поверхностно-активных веществ - соответственно по табл. 21 и 22, гранулометрических добавок - согласно п. 1.9. При этом для получения материала I класса прочности принимают максимальные дозировки вяжущих и добавок, III класса - минимальные.

Таблица 20

Грунты

Ориентировочный расход

жидкого нефтяного, сланцевого битумов; нефтяного гудрона

битумной эмульсии (по содержанию битума)

каменноугольного вяжущего

Крупнообломочные несцементированные, близкие к оптимальному составу; пески гравелистые крупные и средней крупности (разнозернистые); супеси, близкие к оптимальному зерновому составу

3 - 5

66 - 110

3 - 5

66 - 110

3 - 5

66 - 110

Крупнообломочные несцементированные неоптимального состава; пески гравелистые крупные, средней крупности и одноразмерные мелкие; супеси пылеватые с I_п < 3

4 - 6

88 - 130

4 - 6

88 - 130

4 - 6

88 - 130

Супеси легкие, пылеватые, тяжелые пылеватые; суглинки легкие и легкие пылеватые

5 - 8

110 - 180

5 - 7

110 - 160

5 - 8

110 - 180

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые; глины песчанистые и пылеватые с I_п £ 22

8 - 10

180 - 220

6 - 7

130 - 160

7 - 12

150 - 260

Примечания: 1. Над чертой - в процентах массы смеси, под чертой - в кг/м³.

2. Расход вяжущих для суглинков и глин принимают максимальный.

3. При укреплении песков мелких одноразмерных применение жидких битумов допускается только в сочетании с добавками катионактивных ПАВ (табл. 22), применение каменноугольных вяжущих не допускается.

4. Расход нефти в качестве вяжущего аналогичен дозировке жидкого битума.

Расход вяжущих и добавок уточняют при лабораторном приборе состава смесей и определении показателей физико-механических свойств образцов из укрепленных грунтов.

2.39. Перед подбором составов смесей следует проверить свойства укрепляемых грунтов и отходов промышленности в соответствии с указаниями пп. 1.44 и 2.3.

2.40. При укреплении тяжелых суглинков и глин в IV и V дорожно-климатических зонах для облегчения процесса размельчения грунтов и повышения однородности смесей грунта с органическим вяжущим следует применять в качестве добавок неионогенные, поверхностно-активные и другие вещества. Перечень добавок и ориентировочный расход их (% массы грунта) даны в п. 6.4 СНиП 3.06.03-85.

Определение оптимального количества неионогенных ПАВ производится в соответствии с п. 2.53.

Неионогенные ПАВ вводят в указанные грунты совместно с гранулометрическими добавками.

2.41. При укреплении грунтов органическими вяжущими материалами оптимальную влажность и максимальную плотность грунта при лабораторных испытаниях определяют методом подбора, а не методом стандартного уплотнения, как при укреплении грунтов неорганическими вяжущими.

Следует различать «влажность грунта при смешении его с органическими вяжущими» и «оптимальную влажность смеси при уплотнении» (табл. 23).

Влажность грунта при смешении - это та наименьшая влажность, при которой органическое вяжущее равномерно распределяется в грунте; смесь не содержит сгустков вяжущего и после высыхания имеет равномерную темно-серую или темно-коричневую окраску.

Таблица 21

Грунты

Ориентировочный расход активной добавки при укреплении грунтов нефтяными жидкими битумами, нефтяными гудронами, каменноугольными вяжущими

извести

цемента

золы уноса сухого отбора и электросталеплавильных шлаков

золы уноса и золошлаковых смесей гидроудаления

нефелинового или бокситового шлама, феррохромовых и отвальных доменных шлаков

молотых известняка и опоки

Крупнообломочные несцементированные, близкие к оптимальному зерновому составу; пески гравелистые, крупные и средней крупности (разнозернистые); супеси, близкие к оптимальному составу

1,5 - 2

33 - 44

2 - 4

44 - 88

3 - 5

66 - 100

15 - 20

330 - 440

Крупнообломочные несцементированные неоптимального зернового состава; пески гравелистые крупные, средней крупности, мелкие одноразмерные; супеси легкие крупные с I_п < 3

1,5 - 3

33 - 66

3 - 4

66 - 88

10 - 20

220 - 440

15 - 30

330 - 660

15 - 25

330 - 550

15 - 30

330 - 660

Супеси легкие, пылеватые и тяжелые пылеватые; суглинки легкие и легкие пылеватые с I_п = 3 ¸ 12

3 - 5

66 - 110

3 - 6

66 - 132

15 - 20

330 - 440

10 - 20

220 - 440

15 - 25

330 - 550

10 - 20

220 - 440

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые; глины песчанистые и пылеватые с I_п £ 20

4 - 5

88 - 110

4 - 7

88 - 154

15 - 30

330 - 660

20 - 25

440 - 550

Примечания: 1. Над чертой - расход добавок в % массы смеси, под чертой - в кг/м³.

2. При устройстве нижних слоев оснований расход зол уноса сухого отбора и шламов уменьшают в среднем на 5 % массы смеси.

3. При использовании в качестве добавок зол уноса и золошлаковых смесей гидроудаления или опоки в сочетании с добавкой извести расход последней составляет 2 - 8 % массы смеси.

Таблица 22

ПАВ	Рекомендуемый предел концентрации ПАВ, %, при введении		Температура ПАВ, °С	Температура битума при введении ПАВ, °С
	в битум	на минеральный материал		Температура битума при введении ПАВ, °С
	в битум	на минеральный материал		СГ	МГ, МГО
Катионактивная - БП-3	0,5 - 1,0	0,05 - 0,15	80 - 90	70 - 100	100
Смола госсиполовая (хлопковый гудрон)	3,0 - 7,0	0,2 - 0,3	50 - 70	70 - 100	70 - 100
Гудрон жировой	3,0 - 7,0	0,2 - 0,3	50 - 70	70 - 100	70 - 100
СЖК С₁₇ - С₂₀	3,0 - 7,0	0,2 - 0,3	50 - 70	70 - 100	70 - 100
Кубовый остаток СЖК	3,0 - 7,0	0,2 - 0,3	50 - 70	70 - 100	70 - 100
Окисленный петролатум	3,0 - 7,0	0,2 - 0,3	50 - 70	70 - 100	70 - 100
Смола каменноугольная	10 - 12	1 - 3	50 - 100	70 - 100	70 - 100

Примечания: 1. Допускается применять взамен нефтяного битума нефтяной гудрон с вязкостью не более 100 с.

2. Разрешается применение других катионактивных веществ при условии получения положительного эффекта.

Необходимую влажность грунта при смешении определяют методом подбора (по визуальной оценке качества смеси). Для этого несколько навесок по 200 г грунта с активными добавками (например, извести) либо без добавки увлажняют водой в количестве, близком к указанному в табл. 23.

Затем проводят визуальную оценку качества смеси по цвету и равномерности распределения органического вяжущего в смеси.

Под оптимальной влажностью при уплотнении смеси понимают ту влажность, при которой предел прочности при сжатии образцов в водонасыщенном состоянии имеет наибольшее значение, а набухание наименьшее; при этом значения их должны соответствовать данным табл. 37 СНиП 2.05.02-85.

2.42. Свойства органических вяжущих проверяют на их соответствие требованиям ГОСТов и технических условий на эти материалы (см. прил. 1 - 3). Если они не отвечают указанным требованиям, то необходимо провести испытания укрепленных этими вяжущими грунтов и дать технико-экономическое обоснование целесообразности их применения.

2.43. Для жидких битумов, каменноугольных вяжущих (дегтей и смол) дополнительно устанавливают содержание в них воды по методу Дина-Старка согласно требованиям на методы количественного определения содержания воды в нефтепродуктах.

2.44. Свойства карбамидоформальдегидных смол определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 14231-78 и ТУ 6-05-211-1377-84.

2.45. Свойства активных добавок определяют:

извести - по ГОСТ 9179-77 с учетом пп. 1.45 и 1.78;

цемента - по ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 22266-76;

зол уноса сухого отбора с содержанием свободного оксида кальция (СаО) более 8 % - согласно табл. 6 Пособия.

Таблица 23

Грунты	Влажность смеси грунта, жидких битумов и каменноугольных вяжущих, %		Влажность смеси грунта, битумной эмульсии с добавкой извести, %
Грунты	при смешении с активными добавками	оптимальная при уплотнении	при смешении	оптимальная при уплотнении
Крупнообломочные несцементированные, близкие к оптимальному зерновому составу; пески гравелистые крупные и средней крупности (разноразмерные)	2 - 3	2 - 4	2 - 4	3 - 8
Крупнообломочные несцементированные неоптимального зернового состава; пески гравелистые, крупные, средней крупности (одноразмерные)	3 - 4	3 - 5	2 - 4	5 - 10
Пески мелкие, мелкие одноразмерные и пылеватые	4 - 5	5 - 6	4 - 6	8 - 12
Супеси легкие крупные, легкие, пылеватые оптимального зернового состава	3 - 6 0,2 - 0,3	4 - 5	5 - 7 0,3 - 0,4	8 - 14
Супеси тяжелые пылеватые; суглинки легкие и легкие пылеватые	5 - 7 0,2 - 0,3	5 - 8	6 - 9 0,3 - 0,4	10 - 16
Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые	10 - 12 0,3 - 0,4	7 - 9	9 - 12 0,35 - 0,4	12 - 18
Глины песчанистые и пылеватые с числом пластичности не более 20	12 - 15 0,3 - 0,4	9 - 12	-	-

Примечания: 1. Под чертой - в долях влажности на границе текучести грунта; минимальные значения даны для легких разновидностей грунтов, максимальные - для тяжелых.

2. Влажность грунтов при смешении их с жидкими битумами или каменноугольными вяжущими должна быть на 15 - 20 % ниже указанных в таблице.

3. Значения оптимальной влажности смесей при уплотнении грунтов, укрепленных жидкими битумами или каменноугольными вяжущими соответствуют оптимальной влажности грунтов за вычетом количества вводимого органического вяжущего.

4. При укреплении грунтов битумными эмульсиями значения оптимальной влажности смесей при уплотнении следует уменьшать на количество воды, вводимой с эмульсией.

В золах уноса гидроудаления, золошлаковых смесях, молотом известняке и других материалах определяется содержание частиц мельче 0,071 и крупнее 2 мм путем просеивания пробы (без промывки водой) массой 50 г через сита с отверстиями 0,071 и 2 мм.

Нефелиновые и бокситовые шламы, применяемые в качестве активных добавок, должны удовлетворять требованиям п. 1.67.

Дисперсные металлургические шлаки должны отвечать требованиям к материалам 1-го и 2-го сортов (см. табл. 5).

2.46. При укреплении грунтов каменноугольными вяжущими в качестве активных добавок рекомендуются также полимеризованный амин жирного ряда; двухромовокислый калий; фосфатсодержащие компоненты - суперфосфаты простой и двойной гранулированный (ГОСТ 16306-80); сера элементарная (ГОСТ 127-76); горелая порода тонкого помола с удельной поверхностью 3000 - 6000 см²/г, содержанием углистых примесей не более 5 % (табл. 24) и модулем качества (М_к) более 3:

(8)

где п.п.п. - потери при прокаливании.

2.47. Свойства поверхностно-активных веществ должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТов и ТУ. Кроме того, рекомендуется учитывать следующее.

ПАВ разных классов (см. табл. 22) используют только при укреплении грунтов жидкими (разжиженными) нефтяными битумами.

Таблица 24

Содержание компонента в горелой породе
цемента или извести	дегтя, КМС или СТУ	амина	двухромовокислого калия	серы	суперфосфата	хлористого кальция	каменноугольной золы уноса
7 - 8 20 - 22	2 - 4 6 - 11	0,2 - 0,3 0,5 - 0,8	-	-	-	-	-
5 - 8 14 - 23	2 - 3 6 - 9	-	-	0,5 - 2,0 1,3 - 6,0	-	-	-
5 - 7 14 - 20	2 - 5 6 - 14	-	-	-	-	0,5 - 1,0 1,3 - 3,9	17 - 26 47 - 74
7 - 8 20 - 23	3 - 4 6 - 11	-