Читайте также:
|
Дослідженнями СоюздорНДІ, ХАДІ було встановлено, що найбільш ефективною і універсальною добавкою, істотно поліпшуючою структурно-механічні властивості бітумоґрунту, є вапно.
Вапно, що заздалегідь додається в оброблюваний ґрунт, використовується у вигляді свіжопогашеного гідратного вапна Са(ОН)2 або у вигляді меленого негашеного СаО.
Ґрунти, що піддаються обробці бітумом і вапном, в більшості випадків представлені пилуватими важкими супісками та пилуватими суглинками, тобто тонкодисперсними полімінеральними ґрунтами. У таких ґрунтах переважають тонкороздріблені частки кварцу і польових шпатів або частки різних глинистих мінералів алюмосилікатного складу. Такий склад мінералів, що утворилися в основному в результаті вивітрювання кислих гірських порід, не сприяє, а частіше навіть перешкоджає достатньому прояву адгезійних сил при змочуванні поверхні часток ґрунту рідким бітумом.
При попередній обробці ґрунту вапном активно протікає фізико-хімічна (обмінна) дія катіонів кальцію з іншими катіонами ґрунту адсорбційно-зв'язаними (поглиненими) в поверхневому шарі глинистих і колоїдних часток ґрунту. Істотне значення при цьому відіграють хемосорбційні процеси.
Наявність насиченого розчину гідрату оксиду кальцію в поровому просторі і дифузному шарі тонкодисперсних часток забезпечує повну і необоротну коагуляцію глинистих і колоїдних часток ґрунту, внаслідок чого створюються міцні, водостійкі мікроагрегати ґрунту. На зовнішній і внутрішній поверхні таких мікроагрегатів формується «підкладка», що складається в основному з катіонів кальцію і молекул Са(ОН)2. В результаті вказаних вище процесів створюються сприятливі умови для взаємодії молекул бітуму на межі розділу (ґрунтова частка - бітум). Сили адгезії в зоні контакту бітумної плівки з частками у вказаних умовах максимальна.
При обробці лесовидних суглинків і супісків рідкими бітумами, як показали дослідження, у разі використання добавок знищити можливі реакції взаємодії асфальтогенових і нафтенових кислот (що входять до складу бітуму) з іонами кальцію і утворенням при цьому водонерозчинних кальцієвих солей.
У разі обробки бітумом гумусованих горизонтів чорноземі при добавці вапна утворюються водонерозчинні солі у вигляді гуматів кальцію, що також сприяє поліпшенню і спрощенню в цілому таких бітумоґрунтів.
Проведені дослідження показали, що чим більше глинистих часток в оброблюваних бітумом ґрунтах, тим ефективніше позначається добавка вапна. Замість добавок вапна часто застосовують добавку цементу в кількості, приблизно, в 1,5-2 рази більша, ніж вапна. Добавка цементу діє на ґрунт і бітум в основному через Са(ОН)2, що виділяється при гідратації цементу.
Оскільки цей процес протікає поволі і кількість гідрату оксиду кальцію складає менше однієї третини добавки цементу, то цим і пояснюється менша ефективність добавок цементу в порівнянні з добавками вапна. Особливо це помітно при зміцненні важких суглинків і глин.
Було встановлено, що при добавці меленого негашеного гідрофобного вапна міцність і водостійкість, а також і теплостійкість бітумоґрунтів підвищується в порівнянні з добавкою гідратного вапна.
Тонка плівка бітуму, консервуючи активність вапна, в процесі перемішування з ґрунтом механічно здирається і частки СаО піддаються при зволоженні гасінню. При цьому молекули гідрату оксиду кальцію вступають у взаємодію з ґрунтом і бітумом у момент їх виділення. Хімічні реакції в цьому випадку протікають найактивніше.
У місцях, де переважне розповсюдження мають важкосуглинисті і глинисті солонцеваті чорноземи, застосування комплексних методів укріплення ґрунтів дуже ефективно.
Найбільш ефективним методом укріплення таких ґрунтів є використання добавок рідкого бітуму (5 - 6% по масі ґрунту) і 3 - 4% вапна. Замість добавок вапна доцільно також застосовувати добавки поверхневоактивних речовин у вигляді низькотемпературного дьогтю (10% від маси бітуму) або мазутного фенолу (2% від маси бітуму). Застосування таких укріплених бітумоґрунтів може бути рекомендоване для влаштування покриттів полегшеного типу з інтенсивністю руху до 500 автомобілів в добу.
При зміцненні лесовидних карбонатних суглинків добавками рідкого бітуму або високосмолистою нафтою з введенням в бітумоґрунтову або нафтоґрунтову суміш меленого негашеного вапна (2-3% від маси ґрунту) різко зростає адсорбційна здатність ґрунту по відношенню до в’яжучого. При цьому фізико-механічні властивості укріпленого ґрунту істотно поліпшуються, процеси формування структури бітумоґрунту і особливо нафтоґрунту прискорюються.
Використання високосмолистої нафти для укріплення ґрунтів може бути істотно розширена і підвищена ефективність їх застосування за умови поєднання добавок нафти з активними і поверхневоактивними речовинами.
Практичний досвід застосування важкої високосмолистої нафти для обробки ґрунтових, ґрунтовогравійних сумішей показують, що міцність і стійкість одержуваних матеріалів може задовольняти вимогам, що пред'являються до нижніх шарів основ дорожнього одягу.
За багатьма даними, ґрунти і ґрунтовогравійні матеріали, у тому числі і засолені, укріплені нафтою (самостійно і особливо при поєднанні з добавкою гідрофобного вапна), можна використовувати в основи під перехідні покриття і покриття нижчого типу на дорогах V категорії з інтенсивністю руху до 200 автомобілів в добу.
У верхніх шарах основ дорожнього одягу на дорогах III-IV категорії застосування матеріалів, оброблених такими нафтами, не допускається, оскільки вони характеризуються низькими показниками міцності і зсувостійкості унаслідок малої в'язкості важких нафт.
Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 76 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |