Строительство и архитектура / 3.Современные технологии строительства, реконструкции и реставрации.

К.т.н. Романенко И.И.,студ. Романенко М.И., к.т.н. Петровнина И.Н., студ.Хрусталева М.Б.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Росссия

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ДОРОГ ПРИ УСЛОВИИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕСТНЫХ НЕКОНДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Большой интерес проявляют строительные организации и заказчики в использовании новых технологий по устройству дорожных оснований и поверхности износа. В тоже время необходимо учитывать климатические факторы и особенно продолжительность холодного периода в Росси и ее огромные просторы.

Одним из методов строительства оснований и покрытий автомобильных дорог (промышленных площадок, автомобильных стоянок, тротуаров и т.п.) является строительство из грунтобетонных смесей на основе тонкодисперсных шлаков и минеральных порошков получаемых путем измельчения песков или каменной мелочи равномерно распределенных в грунте на заданную глубину и активированных минеральными или полимерными водными растворами (далее по тексту «грунтобетон»).

Технология «Резон» базируется на применении грунтосмесительных машин - ресайклеров WR 4500 фирмы Wirtgen (Германия), которые в комплекте дорожных машин являются ведущими и определяют производительность всего технологического цикла.

Строительство оснований и покрытий из грунтобетона, основывается на методе смешения компонентов на месте и состоит из следующих повторяющихся технологических операций:

-Подготовка строительной площадки, оборудования, машин и механизмов, материалов для производства грунтобетона.

-Приготовление грунтобетона методом смешения на месте (ресайклинг).

-Укладка грунтобетона.

-Уплотнение грунтобетона с обеспечением проектных отметок и уклонов.

-Уход за созреванием смеси.

-Нарезка температурных швов.

Основание должно соответствовать требованиям СНиП 3.06.03-85 по ровности и прочности и быть принято по акту скрытых работ. Место производства работ оградить в соответствии с требованиями ВСН 37-84 по схеме согласованной с соответствующими органами, или исключить транзитное движение полностью.

Необходимо учитывать, что производство работ по устройству слоев грунтобетона методом смешения на месте можно начинать только после установления постоянной среднесуточной температур воздуха в районе строительства +10С⁰.

WR 4500 создавалась как специальная машина для холодного ресайклинга. Ее ходовая часть - с двигателем мощностью 550 кВт, четырех гусеничная, с гидроприводом на каждую тележку. Рабочая масса ресайклера 80 т. Ширина фрезерования - от 3000 до 4500 мм. Глубина фрезерования - 0…500 мм.

Основную фрезу дополняют: приемный бункер для минеральных материалов (3 м³); бункер для вяжущего (8 м³); водяной бак (3200 л); вспомогательная фреза с изменяемой шириной резания; расположенный вдоль машины двухвальный смеситель длиной 2000 мм; растворный узел для получения цементно-водной суспензии; системы дозирования вяжущего, добавки, воды; шнек для распределения грунтобетона и раздвижная уплотняющая плита.

Дневная производительность машины составляет около 8000 м². Запаса материалов в самом ресайклере хватает на 1000 м². Дозаправка выполняется из поливомоечной машины, цементовоза. Оптимальная скорость производства и укладки смеси составляет 4,0 м/мин.

Грунтобетон укладывается в один проход. Толщины слоя обрабатываемого грунта определяется расчетом дорожной одежды, но не должна быть менее 18 см.

Укладку слоя целесообразно вести на всю ширину покрытия (основания), исключая необходимость создания продольного шва сопряжения полос покрытия.

Дозированием вяжущего и полимерно-минеральной композиции с учетом скорости машины управляет электронный блок, который принимает входные сигналы с датчиков скорости и расходомера, воспроизводит их значения и значение нормы добавки на экране, управляет производительностью подачи и дает световой предупреждающий сигнал в случае, когда скорость машины не соответствует подаче. При остановке работ подача автоматически перекрывается, что исключает передозировку.

После укладки грунтобетона возможно выполнение чистовой планировки поверхности слоя автогрейдером.

Уплотнение грунтобетона с обеспечением проектных отметок и уклонов. Требуемый коэффициент уплотнения смеси определяется по СНиП 2.05.02-85 и СНиП 3.06.03-85, но во всех случаях не должен быть ниже 0,98.

Уплотнение смеси следует начинать непосредственно за укладчиком после распределения смеси на участке 5-10 м. Оптимальная длина захватки, на которой работают все катки в заданной очередности составляет 120-150 м.

Оптимальный отряд уплотняющей техники: легкий каток 2,5 тонны, средний каток 8 тонн (ДУ-100 без балластировки), тяжелый каток 14 тонн (ДУ-100 с балластировкой).

В любом случае, вес катков может быть подобран сообразно подвижности смеси предварительными проходами. Катки не должны образовывать поперечные и продольные волны на поверхности слоя. Работу более легкого катка на захватке можно закончить, если идущий следом более тяжелый каток не создает волну на поверхности, подготовленной легким катком. При уплотнении отрядом катков следует обеспечить плотность слоя, ровность поверхности, проектные уклоны и отметки.

Очередность движения уплотняющей техники: легкий, средний, тяжелый катки. Скорость продвижения отряда равна скорости движения укладчика. Для обеспечения проектных поперечных уклонов все катки начинают уплотнение от краевых полос. Поперечное перекрытие следов - треть ширины одного пневматика.

Продольное продвижение катка по одному следу - треть длины следа пневматика. В этом случае каток не создает волны при наезде на неуплотненную впереди катка смесь, а также сзади отпечатка пневматика приостановке и реверсе назад.

Предварительно следует определить количество проходов катков имеющегося отряда путем пробного уплотнения на пионерной захватке.

Уплотнение заканчивать по мере достижения требуемого коэффициента уплотнения. Для этого необходимо выполнять лабораторное сопровождение.

При перерывах в работе устройство захватки должно быть полностью закончено, а катки удалены с уплотняемой полосы. При дождливой погоде работы следует прекратить, а свежеуложенный слой защитить слоем песка или грунта толщиной 5-7 см.

Уход за созреванием смеси состоит в обеспечении твердения материала при благоприятном термовлажностном режиме, в нарезке деформационных швов и их заделке для предотвращения проникновения атмосферных и поверхностных вод.

Обеспечение термовлажностного режима твердения целесообразно проводить путем покрытия уплотненного слоя полиэтиленовой пленкой или нетканым материалом "Дорнит" с поливкой его водой. Материал многоразового использования, по мере продвижения строительства и окончания срока ухода за предыдущими захватками он перекладывается на последующие захватки.

Слой должен быть влажным при твердении минимум 5 суток после укладки. По достижении прочности слоя 70% от проектной, уход с поливкой водой можно прекратить.

Нарезка деформационных швов производится с целью предотвращения образования неконтролируемых усадочных трещин. Направление и форма трещин непредсказуема, в силу чего их следует провоцировать. Швы нарезают с шагом, равным ширине слоя, тем самым, создавая плиты, равнопрочные по периметру. Глубина шва может быть от 0,5 до 0,75 толщины слоя. Время нарезки швов определяется временем набора прочности на сжатие в 2.0 МПа (ориентировочно 3 суток, т.е. времени открытия движения легкого транспорта по покрытию), но не позже 10 суток со дня укладки слоя.

После набора 70% прочности проводится герметизация швов. Мастику или герметизирующий материал выбирают любой, отвечающий требованиям ГОСТ 30740-2000 "Материалы герметизирующие для швов аэродромных покрытий". Возможно применение мастик по ГОСТ 30707-95, ГОСТ 24064-80. 10296-79, 14791-79, 15836-79, ГОСТ 4.224-83 в соответствии с их классификацией по ГОСТ 25591-83.

Перед вводом герметика в шов его чистят и сушат струей воздуха из компрессора. Герметик вводится инжектором с соплом диаметром 5 мм на всю глубину шва.

Основные положения по обеспечению качества строительных работ при использовании вяжущего «Граунд-М».

Контроль качества строительных работ при расчете и устройстве оснований и покрытий из грунтобетонов, укрепленных минеральными вяжущеми типа «Граунд-М» с добавкой полимерно-минеральной композиции на основе редиспергируемых полимерных порошков и минеральных наполнителей, следует осуществлять в соответствии с требованиями СНиП 3.06.03-85. При этом особое внимание следует обращать на: контроль гранулометрического состава грунта, его насыпной плотности и естественной влажности. Испытанный и подобранный состав грунтобетона относится только для грунта определенного гранулометрического состава и не может быть распространен на другие грунты. Значения насыпной плотности и естественной влажности грунта определяют необходимое количество вводимого в грунт вяжущего и полимерно-минеральной композиции, необходимое количество добавляемой воды для достижения грунтобетоном оптимальной влажности. Несоблюдение этих требований приведет к нарушению рецептуры грунтобетона, что сделает невозможным достижение проектных прочностных показателей конструктивного слоя.

Необходимо постоянно контролировать тщательность перемешивания и точность дозирования всех компонентов смеси: грунта, воды, вяжущего и полимерно-минеральной композиции. Смесь должна быть однородной. Проектные прочностные показатели конструктивного слоя обеспечиваются применением только однородной смеси и только заданной рецептуры. Не допускается выпуск смеси с влажностью не соответствующей оптимальной.

На всем протяжении ведения работ по устройству грунтобетонных оснований технадзором, заказчиком и генподрядной организацией, выполняющей эти работы, должно проводиться проверка качества укладки и уплотнения грунтобетона.

Необходимо контролировать толщину укладываемого слоя. Не допускается уменьшение толщины слоя грунтобетона, так как это соответственно приведет к снижению прочностных показателей конструктивного слоя. Уложенная и спрофилированная смесь должна быть сразу уплотнена при оптимальной влажности до коэффициента уплотнения не ниже 0,98. Недоуплотненная и недоувлажненная смесь не будет обладать проектными прочностными показателями.

В принцепе контроль за качеством работ является многоступенчатым и не заканчивается контролем на стадии устройства оснований. Требуется производить контроль по уходу за уложенным слоем.

Необходимо обеспечить безусловное соблюдение оптимального влажностного режима уплотненной смеси в период набора проектной прочности. Потеря влаги на протяжении первых пяти суток приведет к резкому снижению прочностных показателей конструктивного слоя. Требуется исключить какое-либо движение по уплотненному слою грунтобетона пока им не будет набрана необходимая прочность.

Выполнение данных рекомендаций возможно только при условии непрерывного контроля качества всех технологических этапов производства, укладки, уплотнения смеси и ухода за уложенным слоем. Для этого на строительной площадке должна быть оборудована лаборатория в соответствии с требованиями "Технических спецификаций на виды работ при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений на них" (подготовлены РоссдорНИИ, Утверждены распоряжением Россавтодор от 23.10.2000 г. №177-р), а также "Положения о службе лабораторного контроля" Россавтодора, утвержденного распоряжением Минтранса № ИС 562-р от 27.06.2002 г.

Несоблюдение основных требований по контролю качества работ, равно как и нарушение технологии строительства дорог, приведут к невозможности достижения проектных прочностных показателей устраиваемого конструктивного слоя.