Улучшение свойств грунтов

Для повышения физико-механических свойств грунтов при строительстве дорог применяют ряд методов, из которых необходимо указать следующие:

1) искусственное уплотнение грунтов;

2) введение минеральных добавок, изменяющих в лучшую сторону зерновой состав грунта;

3) введение гигроскопических солей;

4) введение вяжущих (цементирующих) добавок;

5) термообработка и электрообработка грунтов (в настоящее время носят пока опытный характер).

Искусственное уплотнение грунтов. Уплотнение грунтов (укаткой, трамбованием и т. п.) значительно повышает их прочность, водоустойчивость, снижает водопроницаемость, уменьшает пористость и поэтому является необходимой операцией при строительстве дорог.

Наилучшие результаты уплотнения грунтов достигаются при их оптимальной влажности, поэтому пересохшие грунты следует предварительно увлажнять.

Введение минеральных добавок. Это наиболее простой способ улучшения физико-механических свойств грунтов. Опыт дорожного строительства показал, что наилучшими физико-механическими свойствами и наименьшей зависимостью последних от влажности обладают легкие супеси, имеющие следующий зерновой состав: песчаных частиц – 65…82%, пылеватых – 15…25% и глинистых – 3…10%. При этом частиц песка крупнее 0,25 мм должно быть не менее 50%.

В грунтах оптимального состава песчаные частицы образуют прочный скелет грунта. Пылеватых частиц в них столько, сколько необходимо для заполнения пор между песчаными частицами, а глинистых – столько, сколько нужно для заполнения пор между пылеватыми частицами и для склеивания всех частиц в единый монолитный материал.

В природе грунты оптимального состава встречаются редко и поэтому их получают путем добавок песчаных грунтов к глинистым или, наоборот, в необходимой пропорции.

Количество добавляемого карьерного грунта к местному удобно определять графически, пользуясь треугольной системой координат, описанной выше (см. рис. 4.1, б).

Для этого наносят на треугольник точки, характеризующие состав карьерного и местного грунта и зону оптимальных смесей, отвечающих требованиям, указанным выше. Соединяют точки характеристик карьерного и местного грунта прямой линией KD. Для получения оптимальной смеси необходимо, чтобы

количество дорожного грунта	=	аK
количество карьерного грунта	аD

Точка «а» представляет собой характеристику состава грунта, который при этом может быть получен.

Введение в грунт гигроскопических солей. Недостаток влаги в связных грунтах приводит к снижению связности, пылеобразованию и повышенному истиранию, а избыток – к образованию колей при проезде машин.

Добавляя в грунт гигроскопические соли, например хлористый кальций, в количестве 7…10 кг 1 м³ грунта можно сохранить оптимальную влажность грунта в сухую погоду и предотвратить его переувлажнение в сырую. Последнее объясняется взаимодействием хлористого кальция с коллоидами грунта с образованием микроагрегатов, в результате чего пористость грунта снижается. Обработку грунтов растворами солей периодически каждый год повторяют.

Укрепление грунтов вяжущими материалами. Этот способ улучшения свойств грунтов нашел широкое применение в дорожном строительстве.

Для обработки грунтов используют как неорганические (цемент, известь, фосфорные соединения и др.), так и органические (битум, дегти каменноугольные, нефть, древесные и синтетические смолы и т. п.) вяжущие, а также их комплексное применение.

Вводя в грунт от 6 до 15% вяжущего (в зависимости от рода грунта и вяжущего материала), после тщательного перемешивания и уплотнения получают прочный монолитный материал, который не только вполне заменяет естественные каменные материалы (щебень, гравий), но и в некоторых отношениях может быть лучше их (например, по показателю пылимости) и экономичнее (при дальней доставке к месту постройки естественных каменных материалов). В зависимости от применяемого вяжущего укрепленные грунты называют цементогрунт, битумогрунт и т. д.