Рубрика: Без рубрики

Проект строительства дороги учитывает следующие основные способы перемешивания материалов:

• свободное перемешивание, осуществляемое при свободном падении частиц материала;
• принудительное лопастями мешалок или фрез;
• вибрационное, при котором частицам материала сообщается колебательное движение;
• комбинированное, объединяющее какие-либо из предыдущих методов.

Правильный выбор метода перемешивания может намного ускорить процесс перемешивания. Свободное перемешивание малоэффективно, особенно при перемешивании твердой фазы с жидкой. Очень эффективным является принудительное перемешивание. Вибрационное перемешивание малоэффективно при перемешивании минеральных материалов с вязкими жидкостями. Мощение детских площадок предпочитает другой способ перемешивания.

Перемешивание грунтов со скелетными добавками может осуществляться рабочими органами грунтосмесительных машин:

• отвалом автогрейдера (рабочий орган свободного перемешивания);
• лопастным смесителем (рабочий орган принудительного перемешивания);
• фрезерным ротором (рабочий орган принудительного перемешивания).

Особенно эффективно использование рабочих органов последних двух типов. В том числе, когда идет укладка тротуарной плитки, цена которой оптимальна.

На эффективность перемешивания грунтов со скелетными добавками влияют характеристики компонентов перед перемешиванием: размеры частиц, влажность материала и особенности его взаимодействия с рабочим органом смешивающего механизма.

При распределении высевок гравия по поверхности заготовленного для перемешивания грунта последний заполняет поры крупных скелетных добавок. Дальнейшее перемешивание благодаря этому облегчается, но при одинаковых размерах частиц грунта и скелетных добавок этого не происходит.

С уменьшением размеров частиц перемешиваемых материалов энергоемкость процесса возрастает. При увеличении влажности мелкодисперсных материалов увеличиваются силы сцепления между частицами, что приводит к их агрегированию и ухудшению перемешивания. Для крупнозернистых материалов влияние влажности не столь значительно.

На процесс перемешивания грунтов оказывают влияние:

• способ введения вяжущего и его распределение в массе                     грунта;
• дисперсность грунта;
• влажность грунта;
• вязкость вяжущего;
• параметры рабочих органов грунтосмесительных машин.

Строительство оснований дорожной одежды учитывает, что мелкозем воспринимает значительную часть нагрузок, уменьшая тем самым нагрузку, приходящуюся на крупные, менее прочные агрегаты. Отдельные агрегаты и частицы мелкозема приклеиваются к поверхности крупных агрегатов, образуя на них защитную пленку повышенной вязкости.

Для перемешивания грунтов с органическим вяжущим применяют лопастные и роторные смесители, гораздо реже — автогрейдеры. Их использует и укладка тротуарной плитки на бетонное основание.

Особенности воздействия на грунт лопастных смесителей заключаются в следующем. Валы таких смесителей обычно расположены горизонтально. Рабочим органом являются лопатки. При погружении в грунт лопатка захватывает часть материала и вырезает в нем борозду. Материал поднимается лопаткой вверх и падает с нее. В результате этого компоненты смеси перемешиваются, чего и требует механизированная укладка тротуарной плитки.

Исследования показывают, что с увеличением числа оборотов вала смесителя эффективность перемешивания увеличивается. Существует, однако, оптимальное число оборотов вала, после которого дальнейшее его повышение не увеличивает эффективность перемешивания. Для грунтосмесительных машин критическое число оборотов валов составляет 200—220 в минуту. На интенсивность перемешивания грунта с вяжущим значительное влияние оказывают угол установки лопатки и площадь поперечного сечения лопастного вала (угол атаки), оптимальное значение которого близко к 45°.

Перемешивание грунтов с неорганическими вяжущими производится машинами типа фрез. На процесс перемешивания влияют:

• способ введения вяжущего;
• дисперсность и влажность грунта;
• особенности взаимодействия грунта с рабочими органами смесительных машин.

Влияние способа введения неорганического вяжущего. Введение неорганического вяжущего в грунт определяет начальную поверхность контакта между цементом и грунтом и начальную неоднородность материала.

Наилучшие результаты обеспечиваются при введении цемента в распыленный грунт, так как происходит равномерное распределение цемента в грунте и частичное их перемешивание.

Цемент вводится в грунт в виде мелкодисперсного сухого порошка, обладающего большой подвижностью, которая зависит от сил трения между его частицами. Чем меньше размер частиц, тем меньше величина сил трения.

Для оценки качества перемешивания строительство автомобильных дорог отбирает пробы смеси с целью проверки наличия в них компонентов. Так как смесь неоднородна, то одним из основных вопросов является оценка надежности полученных результатов и определение необходимого количества измерений. Такую оценку дают, руководствуясь теорией вероятности.

Нормируя степень вероятности нахождения данного компонента в смеси, можно определить необходимый объем V проб и их количество n.

Перемешивание — энергоемкий процесс, поэтому одним из основных требований является уменьшение энергоемкости, что позволяет повысить производительность смесительных машин, которые использует и укладка тротуарной плитки под ключ.

Энергоемкость перемешивания смеси зависит от следующих факторов:

• свойств перемешиваемых компонентов и характера их        взаимодействия с рабочими органами смесителей;
• сил трения и сцепления между частицами перемешиваемых компонентов;
• сил трения компонентов о рабочие органы смесителя;
• сил инерции и вязкого сопротивления.

Кратко рассмотрим свойства перемешиваемых компонентов смеси. Обычно при перемешивании минеральные частицы покрыты пленками жидкой фазы — воды или вяжущего (органического, неорганического). Чем более вязкой является жидкая фаза, тем больше энергии требуется для перемешивания. Регулируя вязкость жидкой фазы, можно уменьшить количество необходимой для перемешивания энергии. Такое регулирование осуществляется, например, изменением температуры органического вяжущего. Строительство дорожных оснований это учитывает.

При увеличении толщины водных пленок их прочность уменьшается, уменьшаются также силы трения и сцепления частиц и агрегатов между собой и с рабочими органами машин, поэтому уменьшать энергоемкость процесса можно также, регулируя влажность материала.

Силы трения зависят от размера и формы частиц и кусков материала: при уменьшении размеров частиц они уменьшаются. Регулируя гранулометрический состав смеси, можно определенным образом влиять и на энергоемкость перемешивания.

Неровная, шероховатая поверхность зерен материала, характерная, например, для щебня, увеличивает силы трения; гладкая поверхность, характерная для зерен гравия, уменьшает эти силы. Силы инерции и силы вязкого сопротивления возрастают пропорционально скорости перемешивания: при снижении скорости перемешивания эти силы уменьшаются, что приводит к снижению энергоемкости.

Подготовка дорожного основания учитывает, что при увеличении влажности грунта между частицами цемента возникают не только силы трения, но и силы сцепления, что резко снижает подвижность смеси. Наилучшие результаты достигаются, если первоначально перемешивать сухой цемент с сухим грунтом. При этом агрегаты грунта быстро покрываются частицами цемента, слой которых не превышает одного-двух диаметров зерен цемента. Интенсивное пересыпание сухого грунта с цементом способствует равномерному распределению цемента в мелкоземе.

С увеличением влажности грунтов степень их перемешивания с цементом ухудшается: начинает развиваться процесс комкообразования, агрегирования смеси, поэтому оптимальная влажность смеси при перемешивании связных грунтов с цементом должна быть в пределах 0,40-0,45 от влажности границ текучести грунта, т.е. от его перехода от пластичной консистенции к текучей. При последующем увлажнении грунта увеличивается его адгезия с частицами цемента, последние набухают и прилипают к частицам грунта. Это важно, когда ведется механизированная укладка брусчатки.

Грунт под кожухом фрезы частично находится во взвешенном состоянии. Под кожухом происходит множество столкновений агрегатов грунта друг с другом и с кожухом фрезы. При введении распыленного цемента во взвешенный грунт они частично перемешиваются. Частицы цемента, более мелкие по сравнению с частицами грунта, также находятся во взвешенном состоянии. Перемешивание грунта с цементом происходит вследствие столкновений частиц грунта и цемента, взаимных столкновений обработанных и необработанных агрегатов, трения между частицами и рабочими органами смесителей. Смесители использует и укладка тротуарной плитки под ключ.

На интенсивность перемешивания значительное влияние оказывает направление потоков смеси под кожухом фрезы. Наиболее интенсивно перемешивание происходит в том случае, когда создается противоток, при котором взаимное проникновение частиц идет по наиболее короткому пути.

В машинах фрезерного типа такой противоток возникает в задней части кожуха за ротором. Частицы и агрегаты грунта и неорганического вяжущего под воздействием ротора отлетают по касательной к циклоиде, которая описывает траекторию лопаток. После удара о кожух направление движения частиц изменяется на обратное, вследствие чего возникает противоток, способствующий интенсивному перемешиванию смеси.

При розливе вяжущего непосредственно на поверхность грунта контактная поверхность раздела между ними невелика. Это вызывает значительные затраты энергии при последующем перемешивании, что не делает выгодным строительство оснований дорожной одежды.

При введении распыленного вяжущего (аэрозольный туман) в динамически взвешенный слой грунта с последующим перемешиванием затраты механической энергии на этот процесс значительно сокращаются.

С увеличением дисперсности грунта возрастает его удельная поверхность, что затрудняет его перемешивание с вяжущим. Агрегатный состав грунта также оказывает значительное влияние на качество смеси и энергоемкость перемешивания. Перемешивание должно обеспечить равномерное распределение вяжущего по поверхности агрегатов грунта и пропитывание агрегатов мелкозема (размеры менее 1-2 мм). Укладка тротуарной плитки под ключ это учитывает.

Влажность грунта оказывает решающее влияние на процесс перемешивания. Вяжущее активно контактирует с водными пленками на поверхности грунтовых частиц. При повышенной влажности основная часть межмолекулярных сил на межфазной границе органическое вяжущее грунт поглощается пленкой воды, при этом силы адгезии уменьшаются, что способствует лучшему перемешиванию.

При пониженной влажности больше проявляется сухое трение между частицами грунта, что затрудняет перемешивание. Вследствие этого перемешивание грунтов органическими вяжущими необходимо производить при оптимальной влажности грунтов, тогда оно идет наиболее интенсивно.

Чем меньше вязкость вяжущего, тем меньше его силы когезии и легче идет процесс перемешивания. Однако вяжущие с меньшей когезией обладают меньшей прочностью, поэтому необходимо определять оптимальную вязкость вяжущего, при которой обеспечиваются однородность смеси, прочность и долговечность, как требует технологический слой дорожной одежды.

Установлены оптимальные температуры вяжущего, при которых хорошо пропитывается мелкозем грунта и достигается однородность смеси.

Наряду с обволакиванием агрегатов грунта органическим вяжущим происходит пропитывание вяжущим самих агрегатов. Этот процесс имеет особое значение для мелкозема с частицами менее 1 мм. Так как количество мелкозема в смеси грунтовых агрегатов составляет 30-60%, то при пропитывании их вяжущим создается среда, защищающая крупные агрегаты от разрушающего действия воды при эксплуатации дорожной одежды.

Технология устройства на обочинах покрытий из монолитного и сборного цементобетона, асфальтобетона, битумоминеральной смеси, черного щебня, щебеночных (гравийных), грунтощебеночных (грунтогравийных) материалов аналогична технологии устройства из этих материалов таких сооружений, как покрытие и основание дорожной одежды.

При возведении земляного полотна дороги, регуляционных дамб и траверсов в пределах речных пойм и в местах возможной аккумуляции дождевой воды для предотвращения размывов следует своевременно выполнять укрепительные работы. Их требует и укладка тротуарной плитки под ключ.

По окончании работ по возведению земляного полотна на отдельном участке дороги должны быть выполнены работы по рекультивации всех временно занимаемых земель, нарушенных при земляных работах. В том числе:

• площадей выработанных боковых и сосредоточенных резервов грунта; временных землевозных и объездных дорог;
• участков, нарушенных размещением стоянок и маневрированием в процессе работ землеройных машин и транспортных средств;
• участков временного размещения жилых и хозяйственных сооружений производственных подразделений.

Этих правил придерживается и мощение тротуарной плиткой, цена которого оптимальна.

Восстановление нарушенных земель для сельскохозяйственного использования предусматривает выполнение следующих этапов:

• технического, состоящего из приведения нарушенных площадей в порядок с приданием им требуемых уклонов, планировки, нанесения слоя плодородного растительного грунта;
• биологического, состоящего из восстановления структуры и плодородия почвы посредством организации правильной обработки, культивации почвенного слоя и правильного севооборота.

Технический этап восстановления нарушенных земель должен осуществляться за счет сметы на строительство дороги силами строительной организации. Работы на техническом этапе восстановления временно занимаемых земель должны выполняться в соответствии с требованиями земельного законодательства не позднее чем в месячный срок после завершения работ на этих землях, исключая период промерзания почвы.

Биологический этап восстановления нарушенных земель осуществляется землепользователем в процессе сельскохозяйственного использования земель после окончания технического этапа и передачи ему восстановленных площадей по соответствующему акту.

Механизированная укладка учитывает, что укреплять откосы монолитными бетонными покрытиями следует по щебеночной подготовке или прослойке из геотекстильного полотна. При укладке монолитных бетонных покрытий по обратному фильтру из геотекстильного полотна последний непосредственно перед укладкой бетонной смеси увлажняют и пропитывают водоцементной суспензией в отношении 5:1.10:1.

Для армирования покрытий используют арматурные сетки. Для подачи бетонной смеси на поверхность откоса применяют краны, оборудованные бункерами с затворами. Распределять смесь по поверхности следует откосопланировщиками типа ЭО-3332, работающими с верхней и нижней стоянок, или вручную (при малых объемах работ). Их же использует мощение дорожек тротуарной плиткой.

Бетонную смесь уплотняют за 2-3 прохода виброрейки, которая продвигается по направляющим, выставленным с помощью геодезических приборов.

Укреплять откосы асфальтовыми матами следует после предварительной обработки грунтовой поверхности химическими веществами для уничтожения растительности. Для укладки матов используют краны с прямоугольными траверсами. Маты необходимо укладывать с нахлыстом 7-8 см. Швы заделывают битумной мастикой.

Рабочие смеси для укладки путем пневмонабрызга приготавливают из цемента, песка, щебня или гравия. Сухие смеси должны быть использованы в течение 2-4 ч с момента их приготовления. Их выгружают из автомобилей-самосвалов в накопительные бункера или на металлические листы с последующей перегрузкой в бункера бетон-шприц-машины типа СБ-67А или СБ-66, которая обеспечивает их смешение с водой, подаваемой от насосной станции и укладку на откос. Эти машины использует и укладка тротуарной плитки.   

Добавки — ускорители схватывания и твердения цемента в рабочие смеси для пневмонабрызга следует вводить вместе с водой затворения.

В связи с линейным характером укрепительных работ на объектах транспортного строительства комплект машин и механизмов для пневмонабрызга рекомендуется размещать на санях или автоприцепе, предусмотрев возможность получения электроэнергии и воздуха от электростанции и передвижных компрессорных установок.

Основные операции на поверхности откоса рабочие выполняют, находясь в специальной подвесной люльке на выносной стреле шарнирного автогидроподъемника типа МШТС-2А(3А). Рабочий управляет соплом, шарнирно закрепленным в люльке.

Трубы под насыпями — сооружения для пропуска ливневых и талых вод и небольших постоянно действующих водотоков с расходом воды до 100-130 м3/с. Особенность укладки таких труб — наличие над ними насыпи и непрерывный технологический слой дорожной одежды.

По гидравлическому признаку трубы подразделяются на напорные, в которых протекающая вода заполняет все сечение трубы, и безнапорные, заполняемые водой до 2/3 сечения по высоте. Возможен и полунапорный режим работы, когда вода заполняет все сечение трубы только на часть ее длины (со стороны входа).

Водопропускная способность труб зависит от геометрических и гидравлических характеристик, которые изменяются в широких пределах (от 1 до 130 м3/с). Строительство оснований дорожной одежды это учитывает.

По форме поперечного сечения железобетонные трубы бывают круглые, прямоугольные и овальные, по числу параллельно поставленных труб в одном сооружении — одно-, двух- и многоочковые.

Труба как сооружение состоит из тела и двух оголовков — входного и выходного. Нижняя часть трубы, по которой протекает вода, называется лотком. В железобетонных сборных трубах звенья выполняются длиной 1-3 м. Швы между звеньями устраиваются либо гладкими (впритык), либо фланцевыми (с уступом). Во избежание проникания воды их заполняют паклей, пропитанной горячим битумом, а снаружи покрывают изоляционным материалом.

Оголовки предназначены для обеспечения плавного входа и выхода водного потока, поддержания откосов насыпи, предохранения входного и выходного отверстий трубы от засыпания грунтом.

Фундаменты труб делают сборными из бетонных блоков или монолитными бетонными. Звенья труб с отверстием диаметром до 1 м укладывают, как правило, непосредственно на щебеночно-песчаную или гравийно-песчаную подушку, а при благоприятных инженерно-геологических условиях — на естественное основание. Оголовки труб устанавливают на бетонные либо железобетонные фундаменты. Толщина засыпки грунта над трубой — не менее 0,5 м. Этого правила придерживается механизированная укладка брусчатки.

При использовании двух- и трехочковых труб пазухи между ними заполняют материалом, однотипным с материалом фундамента. В трубах, уложенных на гравийно-песчаную подушку, для засыпки применяют гравийно-песчаную смесь, а в трубах, уложенных на бетонные фундаменты, пазухи заполняют бетоном класса В5—В7,5.

Стыки элементов — продольные в звеньях и поперечные между звеньями — выполняют внахлестку на болтах диаметром 16 мм со специальными шайбами. В продольных стыках принято двухрядное расположение болтов в шахматном порядке. Проект строительства дороги придерживается этого правила.

В каждом стыке в пределах одного звена располагается по 13 болтов. Важная особенность этих стыков — размещение болтов второго ряда от кромки листа, накладываемого изнутри трубы на выпуклостях гофров (при взгляде изнутри трубы). В поперечных стыках расположение болтов однорядное с шагом по окружности 200 мм.

Отверстия под болты продольных стыков приняты диаметром 19 мм, а поперечных — 21 мм. Для труб северного исполнения гофрированные элементы изготавливают из низколегированной стали марки 09Г2Д, а болты, гайки и шайбы — из сталей марок 35Х и 38ХА. Допускается также применение болтов, гаек и шайб из сталей марок 20, 30, 35, а шайб, кроме того, — из стали марки Ст3. Для гофрированных элементов обычных труб применяют также сталь марки 15сп.

Металлические трубы сооружают большей частью без специальных оголовков.

Гофрированные трубы обладают рядом достоинств: малой массой, транспортабельностью. Они быстро монтируются. Их можно устраивать в несколько ярусов по высоте насыпи. Строительство автомобильных дорог часто их использует.

Однако при этом они отличаются существенной шероховатостью, что связано с наличием гофров на внутренней поверхности. Данное обстоятельство определяет значительные критические уклоны по сравнению с технически гладкими трубами. Наиболее ходовые размеры гофров — 130×32 и 150×50 мм. Толщина металлического листа — 1,5/2/2,5 мм.

В гофрированных трубах обычно предусматривают гладкие бетонные лотки, располагаемые на 1/4 или 1/3 периметра их сечения. Это позволяет снизить коэффициент шероховатости с 0,030 до 0,025.

Предприятия выпускают безнапорные трубы длиной от 2,5 м и диаметром от 300 до 2400 мм, а также трубы для микротоннелирования. Одна из основных задач при укладке — герметичность стыкового соединения. Она обеспечивается уплотнителями из резины, которые помимо основной функции придают конструкции определенную гибкость.

Также находят применение стеклопластиковые водопропускные трубы из стеклокомпозита, используемые в качестве водопропускных труб под насыпями, когда идет строительство и ремонт дорог.

Когда идет строительство промышленных территорий, строительную площадку устраивают в соответствии с технологическим процессом монтажа трубы. Она должна занимать как можно меньшую территорию, но при этом допускать размещение объектов обслуживания строительства, материалов, изделий. 

На площадку доставляют и устанавливают бетономешалку, электростанцию, битумоварочный агрегат и другие необходимые машины, оборудование. Водоотводную канаву с расчетным поперечным сечением устраивают с верховой стороны для перехвата поверхностных вод и отвода их от котлована. При небольших размерах канаву нарезают автогрейдером, а при значительных — экскаватором с обратной лопатой с ковшом вместимостью до 0,4 м3. Эту технику использует и мощение тротуарной плиткой.

Особое внимание обращают на расположение монтажного крана, который должен обслуживать возможно большую площадь. Для повышения удобства и безопасности работы крана и автотранспорта целесообразно предусмотреть вдоль котлована с одной или обеих сторон укладку железобетонных плит (например, дорожных — П, ПДП, дорожных преднапряженных — ПДН, ПДГ, аэродромных — ПАГ). Их размеры должны позволять установку крана с выносом опор и проезд техники.

Если выбранный из котлована грунт пригоден для засыпки трубы, его рационально складировать рядом, предусмотрев для этого отдельную площадку, которую рассчитывают с учетом разрыхления грунта при его разработке. Снятый с полосы отвода растительный грунт оставляют для последующего укрепления откосов. Площадку следует оградить хорошо различимыми средствами по всему периметру для ориентирования работающих в зоне опасности. Возможно ночное освещение. Иногда его требует и укладка тротуарной плитки на бетонное основание.

Для строительства водопропускной трубы создается геодезическая опорная сеть, выполняемая заказчиком с передачей по акту подрядчику. На местности закрепляются следующие пункты этой основы:

• продольная ось трубы или точка пересечения оси трассы с продольной осью трубы;
• дублерная ось, параллельная главной оси;
• реперы (марки).

Расположение труб определяется общим пикетажем трассы. Продольную ось трубы закрепляют двумя контрольными знаками, устанавливаемыми не ближе, чем 3 м от грани котлована. Эти знаки связывают между собой нивелированием и передают на них отметки от ранее установленных ближайших реперов, дают отметки лотков входного и выходного оголовков.