1 РАЗРАБОТАН федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I".

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 14.12.2020 N 3796-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) устанавливает рекомендации по проектированию и устройству конструктивных слоев земляного полотна вновь строящихся и реконструируемых автомобильных дорог общего и необщего пользования из тяжелых (жирных) глин, укрепленных вяжущими материалами.

1.2 Рекомендации настоящего методического документа не распространяются на проектирование и устройство земляного полотна из укрепленных тяжелых (жирных) глин в районах распространения многолетнемерзлых грунтов (в I дорожно-климатической зоне).

Методический документ рекомендован к применению проектным и строительным организациям, а также государственным исполнительным органам управления дорожным хозяйством при соблюдении требований Федерального закона [1].

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 9179-2018 Известь строительная. Технические условия

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10528-90 Нивелиры. Общие технические условия

ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 19596-87 Лопаты. Технические условия

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 22733-2016 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 23740-2016 Грунты. Методы определения содержания органических веществ

ГОСТ 25818-2017 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 26423-85 Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, pH и плотного остатка водной вытяжки

ГОСТ 26425-85 Почвы. Методы определения иона хлорида в водной вытяжке

ГОСТ 26426-85 Почвы. Методы определения иона сульфата в водной вытяжке

ГОСТ 28622-2012 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости

ГОСТ 32836-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Изыскания автомобильных дорог. Общие требования

ГОСТ 32868-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Требования к проведению инженерно-геологических изысканий

ГОСТ 33063-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Классификация типов местности и грунтов

ГОСТ 33100-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Правила проектирования автомобильных дорог

ГОСТ 33149-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Правила проектирования автомобильных дорог в сложных условиях

ГОСТ 33174-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Цемент. Технические требования

ПНСТ 308-2018 Дороги автомобильные общего пользования. Земляное полотно. Технические требования

ПНСТ 311-2018 Дороги автомобильные общего пользования. Показатели деформативности конструктивных слоев дорожной одежды из несвязных материалов и грунтов земляного полотна. Технические требования и методы определения

ПНСТ 322-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Грунты стабилизированные и укрепленные неорганическими вяжущими. Технические условия

ПНСТ 324-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Грунты. Определение оптимальной влажности и максимальной плотности методом Проктора

СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*)

СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85)

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 допустимая влажность глинистого грунта: Влажность глинистого грунта, при которой достигается заданный коэффициент его уплотнения при применении общепринятых технологий уплотнения.

3.2 зола-унос: Дисперсный материал с удельной поверхностью не менее 150 м²/кг, получаемый в процессе сухой очистки дымовых газов, образующихся при сжигании каменного угля на тепловых электростанциях.

3.3 карбонатная глина: Порода, состоящая из глинистых (более 75% по массе) и карбонатных минералов (пелитоморфных выделений, крупнокристаллических агрегатов и сферолитов).

3.4 рабочий слой земляного полотна (подстилающий грунт): Верхняя часть земляного полотна в пределах от низа дорожной одежды до уровня, соответствующего 2/3 глубины промерзания конструкции, но не менее 1,5 м, считая от поверхности дорожного покрытия.

3.5 ресайклер: Самоходная дорожно-строительная машина, оснащенная фрезерно-смесительным барабаном с резцами и распределительными рампами для распыления вяжущего компонента и воды, предназначенная для срезания (фрезерования) дорожного покрытия (например, асфальтобетонного покрытия, грунтового слоя и т.д.), его измельчения, перемешивания с вяжущим компонентом и водой, с последующей укладкой и выравниванием полученной смеси в виде нового дорожного основания.

3.6 стабилизатор грунта: Водные растворы и полимерные эмульсии, содержащие активные ионы и поверхностно-активные вещества, участвующие в ионном обмене с активной частью глинистых грунтов и повышающие их плотность, прочность и морозостойкость без создания дополнительной структуры обрабатываемого грунта.

3.7 тяжелая (жирная) глина: Разновидность глинистого грунта по ГОСТ 33063-2014, характеризующаяся числом пластичности 27 и выше.

3.8 удельная эффективная активность естественных радионуклидов: Отношение активности радионуклида в образце к массе образца.

3.9 укрепление тяжелых (жирных) глин: Мероприятия по улучшению физико-механических свойств тяжелых (жирных) глин путем создания новых прочных и водостойких связей между частицами и агрегатами с образованием новой (дополнительной) структуры за счет воздействия на грунт вяжущих материалов.

3.10 укрепленная тяжелая (жирная) глина: Искусственный материал, получаемый смешением на дороге тяжелой (жирной) глины при оптимальной влажности с природными или техногенными инертными материалами и с вяжущими материалами, отвечающий в проектные и промежуточные сроки нормируемым показателям качества.

4.1 В соответствии с требованиями СП 34.13330.2012 тяжелые (жирные) глины без проведения мероприятий по улучшению их свойств не допускаются для устройства рабочего слоя земляного полотна на глубину 1,2 м от поверхности цементобетонных и на глубину 1,0 м асфальтобетонных покрытий во II дорожно-климатической зоне и соответственно на 1,0 и 0,8 м в III дорожно-климатической зоне по причине их отнесения к среднепучинистым, сильнопучинистым или чрезмерно пучинистым грунтам согласно ГОСТ 33063-2014.

В IV и V дорожно-климатических зонах тяжелые (жирные) глины без проведения мероприятий по улучшению их свойств не допускается применять в конструкции рабочего слоя на глубину 1,0 и 0,8 м от поверхности соответственно цементобетонного и асфальтобетонного покрытий по причине их отнесения к слабонабухающим, средненабухающим или сильнонабухающим грунтам по ГОСТ 33063-2014.

Для устройства насыпей ниже границы рабочего слоя тяжелые (жирные) глины без проведения мероприятий по улучшению их свойств применять также не допускается по причине изменчивости их физико-механических свойств под воздействием погодно-климатических факторов (циклов увлажнения-высушивания, промерзания-оттаивания).

В выемках, основание которых сложено тяжелыми (жирными) глинами, необходимо разрабатывать индивидуальные конструкции земляного полотна, исключающие появление недопустимых деформаций дорожных покрытий, связанных с ухудшением свойств тяжелых (жирных) глин под воздействием погодно-климатических факторов (циклов увлажнения-высушивания, промерзания-оттаивания).

4.2 Тяжелые (жирные) глины, укрепленные вяжущими материалами, в зависимости от исходных физико-механических свойств могут использоваться для устройства конструктивных слоев насыпей ниже подошвы рабочего слоя.

4.3 При строительстве новых и реконструкции существующих автомобильных дорог рекомендуется рассматривать возможность укрепления тяжелых (жирных) глин в основании выемок, а также их применения в конструкции рабочего слоя земляного полотна во II - V дорожно-климатических зонах при условии обеспечения требований подраздела 7.15 СП 34.13330.2012 в рамках проводимых мероприятий по улучшению их физико-механических характеристик.

При уширении существующего земляного полотна возможно устройство конструктивных слоев из укрепленных тяжелых (жирных) глин при условии, если такие решения не приведут к ухудшению физико-механических свойств грунтов эксплуатируемого земляного полотна.

В районах с сейсмичностью 7 баллов и выше, на участках распространения слабых оснований, в районах с опасными геологическими и гидрогеологическими процессами, а также на территориях с особыми природно-техногенными условиями применение укрепленных тяжелых (жирных) глин в конструктивных слоях земляного полотна должно подтверждаться расчетами устойчивости земляного полотна в соответствии с требованиями ГОСТ 33149-2014.

4.4 Для повышения качества проектных решений на объектах проектирования в соответствии с разделом 6 ГОСТ 33100-2014 и разделом 8 ГОСТ 33149-2014 рекомендуется обосновывать целесообразность использования укрепленных вяжущими материалами тяжелых (жирных) глин в конструкциях земляного полотна путем разработки альтернативных вариантов со сравнением технико-экономических показателей. Сравнение вариантов конструкций земляного полотна может осуществляться в соответствии с рекомендациями [2].

4.5 Конструктивные слои земляного полотна из укрепленных тяжелых (жирных) глин рекомендуется предусматривать при строительстве автомобильных дорог всех категорий по СП 34.13330.2012 в следующих дорожно-климатических зонах:

- II и III - при 1-м типе местности по характеру и степени увлажнения;

- IV - при 1-м и 2-м типах местности по характеру и степени увлажнения;

- V - при 1-м, 2-м и 3-м типах местности по характеру и степени увлажнения.

Дорожно-климатические зоны и тип местности устанавливаются по ГОСТ 33063-2014 и СП 34.13330.2012.

4.6 При проектировании и отсыпке конструктивных слоев насыпи из тяжелых (жирных) глин последние без исключений рекомендуется укреплять в соответствии с рекомендациями настоящего методического документа.

При укреплении оснований выемок, сложенных тяжелыми (жирными) глинами, следует руководствоваться данным методическим документом, определив суммарную необходимую толщину укрепляемого грунта в основании выемки, которая определяется в соответствии с требованиями и нормами [3, 4].

4.7 Последнему верхнему конструктивному слою земляного полотна из тяжелых (жирных) глин следует придавать поперечный уклон 0,05 - 0,07 от оси земляного полотна в полевую сторону для отвода поверхностных и грунтовых вод в водоотводные канавы, лотки или дренажные конструкции.

4.8 При размещении на земляном полотне, устроенном из укрепленных тяжелых (жирных) глин, нежесткой дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием с основанием из укрепленных грунтов и материалов во избежание образования температурных трещин на асфальтобетонном покрытии необходимо предусматривать между укрепленными основанием дорожной одежды и слоем земляного полотна дополнительный слой из песка.

5.1 Мероприятия по улучшению физико-механических свойств тяжелых (жирных) глин для их применения в конструкциях земляного полотна автомобильных дорог должны быть направлены на получение нового композиционного материала с заданными физико-механическими свойствами на расчетный период строительства и эксплуатации автомобильной дороги. При укладке тяжелых (жирных) глин, обработанных вяжущими материалами, в конструкционные слои земляного полотна должна использоваться существующая дорожно-строительная техника, а уплотнение уложенной смеси до требуемого коэффициента уплотнения, устанавливаемого требованиями СП 34.13330.2012, осуществляться грунтоуплотняющими машинами.

5.2 При подборе составов смесей рекомендуется обеспечить физико-механические показатели свойств укрепленных тяжелых (жирных) глин в проектном возрасте (28 сут), указанные в таблице 1.

Примечание - Показатели физико-механических свойств приведены для образцов, твердеющих в течение 28 сут.

При проектировании дорожных одежд расчетные характеристики укрепленных тяжелых (жирных) глин рекомендуется устанавливать лабораторным путем при подборе составов смесей в соответствии с разделом 6.2.

Несущая способность и деформативность рабочего слоя земляного полотна, сооружаемого из укрепленных тяжелых (жирных) глин, должна быть не ниже значений, установленных проектной документацией, и соответствовать требованиям ПНСТ 308-2018 и ПНСТ 311-2018.

5.3 Укрепленные тяжелые (жирные) глины в зависимости от величины удельной эффективной активности естественных радионуклидов А_эфф, содержащихся в обрабатываемой глине, используют при строительстве автомобильных дорог, если А_эфф не превышает:

- 740 Бк/кг - в пределах населенных пунктов и зон перспективной застройки;

- 1500 Бк/кг - вне населенных пунктов.

5.4 Не рекомендуется использовать укрепленные тяжелые (жирные) глины в нижней части насыпей, откосы которых подтапливаются водой.

5.5 Для устройства конструктивных слоев земляного полотна из тяжелых (жирных) глин, укрепленных вяжущими материалами, следует использовать глины с числом пластичности от 27 (включительно) до 50 (включительно) по ГОСТ 33063-2014. Возможность укрепления тяжелых (жирных) глин с числом пластичности свыше 50 должна подтверждаться дополнительными исследованиями, доказывающими возможность достижения показателей физико-механических свойств укрепленных грунтов, приведенных в таблице 1, а также способностью их обработки и уплотнения строительно-дорожными машинами и механизмами.

5.6 Естественная влажность укрепляемых глин не должна превышать допустимую, при которой достигается требуемый коэффициент уплотнения смеси, согласно СП 34.13330.2012 в зависимости от дорожно-климатической зоны, глубины укрепляемого слоя от поверхности покрытия, типа дорожной одежды. Допустимая влажность смеси устанавливается в долях от оптимальной, определяемой по ГОСТ 22733-2016. На этапе проектирования величину допустимой влажности смеси рекомендуется определять в соответствии с таблицей 4, приведенной в подразделе 7.2, и уточнять на основании пробного уплотнения при производстве работ.

5.7 Не допускаются для укрепления вяжущими материалами тяжелые (жирные) глины, содержащие в своем минералогическом составе гумусовые вещества в количестве более 2% по массе и (или) примеси гипса в количестве более 10% по массе.

5.8 Для укрепления тяжелых (жирных) глин минеральными вяжущими рационально использовать карбонатные глины. Некарбонатные глины, характеризующиеся кислой реакцией (pH < 7) допускается укреплять цементом только совместно с известью или при условии предварительной нейтрализации таких грунтов добавками каустической соды или других щелочных соединений.

5.9 Засоленные глины с содержанием легкорастворимых солей сульфатов менее 2% по массе и хлоридов менее 4% по массе рекомендуется укреплять цементом и известью. В случае если такая глина имеет pH среды менее 7, перед обработкой цементом она должна быть предварительно нейтрализована добавками извести, каустической соды или другими щелочными соединениями.

5.10 Засоленные тяжелые (жирные) глины с pH более 4 и содержанием солей сульфатов не более 3% по массе и хлоридов не более 5% по массе допускается укреплять золами-уноса.

5.11 Вяжущие материалы и добавки различных веществ при комплексном методе укрепления тяжелых (жирных) глин должны приниматься в зависимости от дорожно-климатической зоны в соответствии с рекомендациями, изложенными в таблице 2.

Примечание - В III, IV и V дорожно-климатических зонах допускается применение взамен портландцемента других видов цементов при условии, что физико-механические свойства тяжелых (жирных) глин, укрепленных такими цементами, будут соответствовать требованиям, приведенным в таблице.

5.12 Качество цементов, применяемых для укрепления тяжелых (жирных) глин, должно удовлетворять требованиям ГОСТ 33174-2014 на портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности. Рекомендуется в целях повышения механической прочности цементогрунта и уменьшения расхода цемента применять тонкомолотые портландцементы с большой удельной поверхностью, в том числе пластифицированные и гидрофобные.

5.13 Для устройства конструктивных слоев земляного полотна из тяжелых (жирных) глин, укрепленных цементом, следует применять портландцемент марки не ниже М300.

5.14 Качество извести, используемой для укрепления тяжелых (жирных) глин, должно удовлетворять требованиям ГОСТ 9179-2018. В большинстве случаев необходимо применять гашеную известь Ca(OH)₂. Негашеная известь CaO рекомендуется к применению для укрепления таких глин с естественной влажностью, превышающей более чем на 6% оптимальную. Гашеную известь следует использовать в порошкообразном виде.

5.15 Для повышения прочности и водоустойчивости укрепляемых известью глин в состав смеси рекомендуется вводить добавки хлористого кальция CaCl₂ в количестве 1% - 2% по массе.

5.16 Золы-уноса, применяемые для укрепления тяжелых (жирных) глин, должны соответствовать требованиям ГОСТ 25818-2017 и содержать свободную окись кальция в количестве не менее 8% по массе, сернистые и сернокислые соединения в пересчете на SO - в количестве не более 6% по массе, иметь удельную поверхность не менее 3000 см²/г, обладать потерей массы при прокаливании не более 5% по массе.

5.17 Золу-уноса можно применять в качестве активной добавки к извести или цементу в количестве 1,5% - 2% по массе, при этом следует использовать портландцемент марки не ниже М300.

5.18 Укреплять золами-уноса засоленные глины рекомендуется при содержании в них солей не более 3% по массе при сульфатном и не более 5% по массе при хлоридном засолении, при этом значение pH не должно быть менее 4.

5.19 При подборе вида стабилизатора для укрепления тяжелых (жирных) глин следует руководствоваться рекомендациями [5], а также требованиями технических условий стандартов организаций - изготовителей стабилизаторов грунта.

5.20 Для снижения липкости смеси из тяжелой (жирной) глины и исключения ее налипания на вальцы грунтоуплотняющих машин необходимо добавлять в ее состав песок всех разновидностей или гравий в количестве не менее 10% по массе. Пески и гравий в своем минералогическом составе не должны содержать гипс и по ГОСТ 33063-2014 относиться к незасоленным грунтам. Липкость смеси L, состоящей из тяжелых (жирных) глин, вяжущих и добавок, не должна превышать 25 кПа по ГОСТ 33063-2014.

5.21 Вода для приготовления укрепленных грунтов должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-2014, максимально допустимое содержание растворимых солей - не превышать 10000 мг/л, в том числе ионов SO₄ - 2700 мг/л, Cl - 3500 мг/л.

6.1 При проектировании составов смесей тяжелой (жирной) глины с вяжущими материалами должна быть определена оптимальная дозировка основного вяжущего в зависимости от исходных свойств глины, а также установлена необходимость и количество введения гранулометрических добавок и веществ. При этом следует соблюдать требования, рекомендованные таблицей 1.

6.2 Выбор вида вяжущего и добавок следует производить на основании таблицы 2 и технико-экономического сравнения вариантов. В таблице 3 приведены рекомендуемые составы смесей, которые должны проверяться и уточняться при лабораторном подборе их состава на основании определения показателей физико-механических свойств образцов укрепленных глин, согласно таблице 1.

Примечание - Доза стабилизатора для укрепления тяжелой (жирной) глины должна уточняться на основании требований технических условий стандартов организаций-изготовителей.

6.3 Для подбора составов смесей в ходе изысканий автомобильных дорог по ГОСТ 32836-2014 и ГОСТ 32868-2014 пробы тяжелых (жирных) глин должны быть подвергнуты лабораторным испытаниям, в результате которых надлежит установить:

- естественную влажность грунта W по ГОСТ 5180-2015;

- влажность на границе раскатывания W_P по ГОСТ 5180-2015;

- влажность на границе текучести W_L по ГОСТ 5180-2015;

- число пластичности I_P

- оптимальную влажность W_o и максимальную плотность глины по ГОСТ 22733-2016 или ПНСТ 324-2019;

- степень и вид засоленности грунтов D_sal по ГОСТ 26425-85 и ГОСТ 26426-85;

- содержание органического вещества I_r по ГОСТ 23740-2016;

- водородный показатель pH по ГОСТ 26423-85.

6.4 Физические и механические свойства цемента, извести должны приниматься по паспортным данным. При хранении цемента продолжительностью более 3 мес с момента получения следует повторно произвести лабораторные испытания для определения его физических и механических свойств.

6.5 Если показатели физико-механических свойств образцов из грунта, укрепленного золой-уноса сухого отбора, не соответствуют показателям таблицы 1, то в смесь рекомендуется ввести добавку хлористого кальция и (или) хлористого алюминия и произвести необходимые испытания. Количество добавок устанавливается методом проб лабораторным путем до достижения показателей, приведенных в таблице 1. В первом приближении количество добавок хлористого кальция и (или) хлористого алюминия можно принимать не менее 1% - 2% по массе.

6.6 Прочность и морозостойкость образцов из тяжелой (жирной) глины, укрепленной вяжущими, после установленного срока твердения должна соответствовать данным таблицы 1.

7.1.1 При сооружении земляного полотна автомобильных дорог из тяжелых (жирных) глин, укрепленных вяжущими материалами, выполняется комплекс подготовительных, основных, отделочных и укрепительных работ. Состав этих работ определяется как общепринятыми технологиями, регламентируемыми СП 78.13330.2012, так и рекомендациями настоящего методического документа.

7.1.2 При строительстве земляного полотна автомобильных дорог из тяжелых (жирных) глин, укрепленных вяжущими материалами, необходимо принимать меры по охране природной среды. Технологические решения должны предусматривать недопущение причинения ущерба окружающей природной среде и сохранение устойчивого природного баланса при выполнении работ, нарушение которых может вызвать изменение геологических или экологических условий.

7.1.3 Повреждение дерново-растительного покрова, проведение планировочных и дренажно-осушительных работ за пределами территорий, отведенных для строительства дороги, не допускается. Повреждения, нанесенные природной среде в зоне временного отвода в результате строительства временных сооружений и дорог, проезда строительного транспорта, стоянки машин, складирования материалов, должны быть устранены к моменту сдачи дороги в эксплуатацию.

В ходе строительства должен осуществляться входной, операционный и приемочный контроль качества выполняемых работ.

7.2.1 До начала основных работ на участках, отведенных для строительства дороги и сооружений на ней, а также на участках временного отвода земель для нужд строительства должны быть выполнены подготовительные работы (вне- и внутриплощадочные).

7.2.2 В ходе внеплощадочной подготовки к строительству выполняют основные организационно-технические мероприятия, которые включают:

- решение вопросов материально-технического обеспечения;

- подготовку производственных баз, карьеров, забоев в выемках, сложенных тяжелыми (жирными) глинами;

- составление проектов производства работ по сооружению насыпей из укрепленных грунтов;

- технологические карты и схемы производства работ.

В технологических картах и схемах должны быть отражены технологическая последовательность ведения работ, указания по производству рабочих процессов и операций, а также организации труда, потребность в материально-технических ресурсах, указания по контролю качества работ. Пример технологической карты на укрепление тяжелых (жирных) глин цементным вяжущим приведен в приложении А.

Эти работы не входят в срок строительства дороги и выполняются заблаговременно.

7.2.3 К внутриплощадочным относят работы по подготовке территории непосредственно в пределах полосы отвода для сооружения земляного полотна. Подготовительные внутриплощадочные строительные работы включаются в срок строительства и предусматривают:

- проверку соответствия фактических показателей свойств применяемых тяжелых (жирных) глин показателям, принятым в проектной документации, с целью подтверждения возможности применения состава смеси, обоснованного в проектной документации;

- вынос трассы и осей всех сооружений в натуру, ее закрепление на местности;

- расчистку дорожной полосы, разбивку земляного полотна, снятие растительного слоя;

- устройство временных сооружений, необходимых для строительства;

- ограждение участков строительных работ для обеспечения безопасности населения;

- обеспечение строительства основными строительными материалами (цементом, известью, песком, грунтом и т.д.), машинами и механизмами для производства работ, водой, электроэнергией, средствами связи, подъездными путями и др.;

- работы по устройству водоотводов.

7.2.4 Проверку пригодности грунта для его укрепления вяжущими материалами рекомендуется осуществлять на основании определения физико-механических характеристик тяжелых (жирных) глин нарушенного сложения.

Все определения физико-механических свойств должны быть выполнены в соответствии с действующими национальными стандартами. Обработку результатов испытаний осуществляют в соответствии с ГОСТ 20522-2012.

Перечень обязательных определяемых показателей физико-механических свойств тяжелых (жирных) глин приведен в подразделе 6.3.

7.2.5 Если по результатам статистической обработки результатов испытаний выявлены значимые отклонения от показателей, принятых в проектной документации, что влечет за собой невозможность применения принятого метода укрепления, необходимо рассмотреть возможность корректировки состава смеси или использования альтернативного способа укрепления тяжелых (жирных) глин в соответствии с рекомендациями разделов 4 - 6. Принятые решения согласовывают с заказчиком и проектной организацией.

7.2.6 Если по результатам испытаний установлена невозможность укрепления тяжелых (жирных) глин вяжущими материалами, то такие глины не подлежат укреплению - производится их утилизация на специально отведенных полигонах, согласованных в установленном порядке. В этом случае сооружение земляного полотна возводят из кондиционных грунтов, свойства которых должны соответствовать требованиям СП 34.13330.2012.

7.2.7 Естественная влажность смеси должна обеспечить возможность ее уплотнения до требуемой плотности. В таблице 4 приведена допустимая влажность смеси при требуемом коэффициенте уплотнения.

Если естественная влажность тяжелой (жирной) глины превышает допустимую влажность смеси (w > w_adm), то такие глины не подлежат укреплению - рекомендуется осуществлять их утилизацию на специально отведенные полигоны, согласованные в установленном порядке.

7.3.1 Организация работ по сооружению земляного полотна автомобильных дорог с применением укрепленных тяжелых (жирных) глин включает комплекс работ:

- по подготовке основания для возведения насыпи или при устройстве выемки;

- разработке тяжелых (жирных) глин в выемках (или карьерах) и их доставке к месту производства работ;

- сооружению земляного полотна из укрепленных тяжелых (жирных) глин.

7.3.2 Насыпи из укрепленных тяжелых (жирных) глин на требуемую высоту возводятся послойно с уплотнением каждого слоя до требуемой плотности. В выемках производится укрепление грунтов основания, если таковое сложено тяжелыми (жирными) глинами, на расчетную глубину, установленную проектом. При необходимости укрепления грунтов основания выемки в несколько слоев производят вырезку глин до верха последнего слоя, а вырезанную глину складируют вблизи места производства работ в пределах полосы отвода для последующего использования.

Крутизну откосов насыпей высотой до 12 м и тип их укрепления при использовании в конструкции укрепленных тяжелых (жирных) глин следует назначать в соответствии с требованиями СП 34.13330.2012.

7.3.3 Если основание насыпи сложено обычными грунтами (не тяжелыми (жирными) глинами), то подготовку основания земляного полотна осуществляют в соответствии с СП 78.13330.2012 и рекомендациями [6].

7.3.4 Если в основании насыпи залегают тяжелые (жирные) глины, то во II и III дорожно-климатических зонах следует выполнить дополнительные мероприятия по подготовке основания. Рекомендуются следующие варианты подготовки основания насыпи.

ВАРИАНТ N 1. Устройство подготовительного ("нулевого") слоя толщиной не менее 0,3 м из укрепленных тяжелых (жирных) глин (рисунок 1).

До устройства подготовительного слоя почвенно-растительный слой в основании насыпи должен быть полностью удален на всю мощность.

ВАРИАНТ N 2. В качестве подготовительного ("нулевого") слоя основания земляного полотна используются песчанистые суглинки или глины из местных карьеров или выемок с показателем текучести по ГОСТ 33063-2014 не более 0,5, уплотняемые до нормативной плотности.

7.3.5 При использовании тяжелых (жирных) глин для сооружения насыпей следует рассматривать их разработку в выемках, а в отдельных случаях (при необходимости) в резервах. Сооружение насыпей из тяжелых (жирных) глин, доставляемых к месту строительства из местных карьеров, допускается только в отдельных случаях и должно быть обосновано технико-экономическими расчетами в сравнении с использованием кондиционных грунтов местных карьеров.

7.3.6 Укрепляемые тяжелые (жирные) глины предварительно должны быть вывезены к месту укладки, спланированы с учетом обеспечения заданной толщины слоя в плотном теле и уплотнены до коэффициента уплотнения 0,85 - 0,90. Объем доставляемой глины на объект строительства должен обеспечить укладку слоя заданной толщины в пределах длины сменной захватки работ по ее укреплению.

7.3.7 Ширину слоя насыпи отсыпают с запасом по 0,5 м с каждой стороны для возможности безопасного движения строительно-дорожной техники вдоль бровки отсыпаемого слоя и возможности уплотнения грунта до требуемой плотности, при этом полосу шириной 0,5 м, считая от бровки, не укрепляют. После окончания работ по возведению насыпи неукрепленную полосу срезают.

7.3.8 Толщину слоя укрепляемого грунта рекомендуется устанавливать в зависимости от требуемого коэффициента уплотнения смеси и типа применяемой грунтоуплотняющей машины (таблица 5). Требуемый коэффициент уплотнения смеси устанавливают согласно СП 34.13330.2012.

7.3.9 При движении автомобилей-самосвалов по схеме с разворотом на насыпи (рисунок 2а), а также при использовании скреперов и бульдозеров для доставки грунта на объект строительства разравнивание его производят на всю ширину земляного полотна.

При использовании кольцевой схемы движения автомобилей-самосвалов (рисунок 2б) сначала отсыпают одну половину ширины слоя, в то время как движение груженых автомобилей-самосвалов происходит по другой.

7.3.10 Разравнивание грунта и планировку поверхности слоев насыпи производят бульдозерами или автогрейдерами. При послойном разравнивании грунта бульдозерами используют схему работы, приведенную на рисунке 3.

7.3.11 Перед обработкой грунта вяжущим его излишек по ширине следует срезать автогрейдером и перемещать на откосные части земляного полотна. Для предохранения отсыпанного и уплотненного слоя грунта от переувлажнения в процессе производства работ поперечный уклон поверхности слоя должен быть от оси к бровкам земляного полотна.

Примечание - Количество слоев укрепляемой тяжелой (жирной) глины определяется объемами работ по ее укладке в тело насыпи.

7.3.12 Движение транспортных средств по уплотненному слою, предназначенному для обработки, не допускается.

7.3.13 Тяжелые (жирные) глины перед смешением с вяжущими материалами должны быть размельчены. После размельчения содержание пылевато-глинистых комков размером более 5 мм должно составлять не более 25% по массе, в том числе содержание комков размером более 10 мм - не более 10%.

7.3.14 Для выполнения требования пункта 7.3.13 обработку тяжелых (жирных) глин вяжущими рекомендуется производить с помощью дорожных фрез для стабилизации грунта или ресайклеров.

7.3.15 Скорость движения грунтосмесительной машины при обработке тяжелых (жирных) глин вяжущими веществами принимают по данным технического паспорта предприятия - изготовителя машины.

7.3.16 Длину сменной захватки назначают в зависимости от ширины укрепляемого слоя, погодных условий, наличия транспортных средств для доставки материалов, применяемых строительно-дорожных машин и механизмов. Рекомендуется назначать ширину захватки не более 200 м.

7.3.17 Обработка тяжелой (жирной) глины вяжущими материалами с помощью дорожной фрезы может осуществляться в следующей технологической последовательности:

- распределение смеси вяжущего и вносимых добавок по всей ширине захватки с помощью распределителя. Смесь вяжущего и сухих добавок изготавливают заранее в требуемом процентном соотношении в пересчете на укрепляемый объем грунта;

- перемешивание грунта с вяжущим за 1 - 2 прохода фрезы по одному следу с поступательной скоростью. Количество проходов фрезы уточняется по месту производства работ и определяется степенью измельчения тяжелой (жирной) глины в соответствии с требованием пункта 7.3.13;

- увлажнение смеси до оптимальной влажности через дозировочное устройство фрезы с одновременным перемешиванием;

- перемешивание увлажненной смеси до однородного состояния за 1 - 2 прохода фрезы по одному следу с поступательной скоростью. Количество проходов фрезы уточняется на месте производства работ до момента достижения однородности смеси.

7.3.18 Все рабочие операции при обработке тяжелых (жирных) глин ресайклерами рекомендуется производить за один проход, при этом вяжущее с вносимыми добавками в виде заранее приготовленной смеси подается в ротор измельчения и смешивания ресайклера в виде цементно-водной суспензии, приготовленной в мобильной установке, которая может быть сцеплена с ресайклером. Количество воды, добавляемой в цементно-водную суспензию, должно обеспечить увлажнение смеси до влажности, близкой к оптимальной, но не более величины допустимой влажности, установленной в таблице 4.

7.3.19 Размельчение тяжелой (жирной) глины и ее перемешивание с вяжущим производят ресайклером продольными проходами. За один проход рыхлят слой глубиной 25 - 40 см и шириной 2,4 - 2,5 м. Перекрытие смежных по ширине захватки полос прохода ресайклера должно составлять не менее 20 см. Количество проходов ресайклера уточняется на месте производства работ и определяется степенью измельчения глины в соответствии с требованием пункта 7.3.13.

7.3.20 Уплотнение смеси рекомендуется производить самоходными катками на пневматических шинах или вибрационными катками. Каждый последующий проход катка должен перекрывать полосу предыдущего прохода не менее чем на 20 см. Ориентировочное количество проходов катка по одному следу может быть принято по данным таблицы 5 и уточняться по результатам пробного уплотнения.

7.3.21 При укреплении глин цементом с добавками золы-уноса или золошлаковых смесей и других несвязных дисперсных материалов добавки необходимо распределить по скосу грунта, перемешать дорожной фрезой или ресайклером, уплотнить до коэффициента уплотнения 0,85 - 0,90, а затем вводить в состав смеси цемент и воду.

7.3.22 При укреплении глин цементом с добавкой молотой негашеной извести грунт с цементом следует смешивать через сутки (когда завершается гашение извести) после введения извести и воды.

7.3.23 При укреплении тяжелых (жирных) глин молотой негашеной известью совместно с добавками зол-уноса или золошлаковых смесей необходимо сначала ввести добавки, перемешать грунт до однородного состояния, затем добавить известь, увлажнить смесь до оптимальной влажности и через сутки (после полного гашения извести) спланировать и уплотнить укрепленный грунт.

7.3.24 Уплотнение смеси до требуемой плотности (требуемого коэффициента уплотнения) должно быть закончено не позднее чем через 3 ч после введения в смесь цемента и воды.

7.3.25 При укреплении грунтов известью или золами-уноса, используемыми в качестве самостоятельного вяжущего, уплотнение следует заканчивать не позднее чем через 14 - 18 ч после введения в смесь воды.

7.3.26 Открывать движение построечного транспорта и укладывать вышележащие слои рекомендуется не ранее чем на следующий день после устройства предыдущего слоя.

7.3.27 В целях обеспечения адгезии укладываемых слоев последующие слои укрепленного грунта устраивают с заглублением рабочих органов дорожных фрез или ресайклеров на 5 см в нижележащий укрепленный слой тяжелой (жирной) глины.

7.4.1 Для ухода за последним свежеуложенным укрепленным слоем тяжелой (жирной) глины рекомендуется использовать слой песка толщиной 3 - 5 см, который следует периодически увлажнять и не допускать его высыхания.

7.4.2 После отсыпки земляного полотна из укрепленных глин на проектную высоту излишки неукрепленного грунта на откосах срезают экскаватором, а при невысоких насыпях - планировщиками, они могут быть использованы для сооружения земляного полотна на соседних участках дороги.

7.4.3 Откосы насыпи после удаления излишков неукрепленной тяжелой (жирной) глины укрепляют посевом трав по слою растительного грунта.

7.4.4 Заключительные работы должны предусматривать мероприятия по выполнению планировки поверхностей земляного полотна для обеспечения беспрепятственного отвода поверхностных вод с проезжей части и откосов в водоотводные сооружения, а также мероприятия по рекультивации земельных участков, временно отводимых на период строительства.

7.5.1 Устройство конструктивных слоев земляного полотна из укрепленных тяжелых (жирных) глин при температурах окружающего воздуха 5 °C и ниже на автомобильных дорогах всех категорий не рекомендуется.

7.5.2 В исключительных случаях при пониженных температурах (от 5 °C до -10 °C) на автомобильных дорогах категорий II - V согласно СП 34.13330.2012 допускается устраивать конструктивные слои земляного полотна из тяжелых (жирных) глин путем их укрепления цементным вяжущим. Применение других вяжущих веществ при пониженных температурах не рекомендуется.

7.5.3 Производство работ по укреплению грунта при пониженных температурах воздуха осуществляют с соблюдением следующих условий:

- влажность тяжелых (жирных) глин не должна отличаться от оптимальной более чем на 10%;

- укрепляемый грунт не должен промерзать в процессе его обработки;

- твердение цементогрунта должно происходить при температуре воздуха не ниже -10 °C.

7.5.4 При укреплении тяжелой (жирной) глины при пониженных температурах в нее необходимо вводить добавки солей, понижающих температуру замерзания жидкой фазы смеси, в количестве, указанном в таблице 6. Добавки солей, приведенные в таблице 6, следует вводить в грунт в порошкообразном, гранулированном или кристаллическом состоянии.

7.5.5 Уплотнение смеси при пониженных температурах воздуха до требуемой плотности (требуемого коэффициента уплотнения) должно быть закончено не позднее 5 ч после введения в грунт добавок, понижающих температуру замерзания смеси.

7.5.6 Уход за уплотненным слоем цементогрунта производят с помощью слоя песка толщиной 6 - 8 см.

8.1 При сооружении земляного полотна из тяжелых (жирных) глин должен осуществляться контроль качества выполняемых работ и операций. Вся система контроля предусматривает проведение входного, операционного и приемочного контроля.

8.2 Входной контроль тяжелой (жирной) глины, минеральных вяжущих (цемента, извести, золы-уноса и т.д.), добавок, стабилизаторов и воды осуществляется лабораторией производителя работ до начала строительства.

Показатели физико-механических свойств тяжелой (жирной) глины, приведенные в подразделе 6.3, следует контролировать на каждые 200 - 300 м³ грунта путем отбора 3 - 4 проб в месте разработки выемки (карьера). При изменениях физико-механических свойств укрепляемой глины следует руководствоваться пунктами 7.2.5 - 7.2.8.

Качество минеральных вяжущих проверяют, опираясь на указания подразделов 5.12 - 5.14.

Качество вносимых добавок и стабилизаторов контролируют в соответствии с утвержденными стандартами и техническими условиями на добавки и стабилизаторы грунта.

Вода для увлажнения смеси и приготовления раствора стабилизатора должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-2011.

8.3 При операционном контроле качества производства работ на каждой захватке следует контролировать:

- толщину и ширину спланированного слоя тяжелой (жирной) глины;

- высотные отметки по оси земляного полотна после уплотнения укрепленного слоя;

- наличие в смеси комков свыше 5 мм и свыше 10 мм путем рассева на ситах с отверстиями диаметром 5 и 10 мм;

- коэффициент уплотнения смеси в трех точках, по оси земляного полотна и на расстоянии 0,6 - 0,7 м от бровки отсыпанного слоя;

- ровность поверхности последнего укрепленного слоя грунта после его уплотнения;

- поперечный уклон последнего укрепленного слоя после его уплотнения;

- соблюдение режима ухода за укрепленным слоем грунта.

8.4 Влажность, плотность и коэффициент уплотнения уложенной смеси в ходе производства работ контролируют в конце рабочей смены лабораторными испытаниями.

В таблице 7 представлены контролируемые параметры качества укладки слоя укрепленного грунта и методы их определения.

8.5 Приемочный контроль земляного полотна, сооруженного с использованием укрепленных тяжелых (жирных) глин, осуществляют в соответствии с требованиями СП 78.13330.2012. Дополнительно в ходе приемочного контроля к акту приемки прикладывают паспорт качества используемой смеси, включающий состав смеси, а также значения показателей, приведенных в таблице 1.

Технологическая карта разработана на сооружение земляного полотна автомобильных дорог из тяжелых (жирных) глин (83% по массе), укрепленных цементным вяжущим (7% по массе) и песком (10% по массе), с применением дорожной фрезы и приготовлением смеси на строительной площадке.

Технологическая карта предназначена для использования при разработке проекта производства, организации работ и труда на строительном объекте при следующих показателях:

- сменной производительности - 150 м;

- ширине укрепляемого слоя - 20 м;

- толщине укрепленного слоя - 40 см;

- влажности тяжелой (жирной) глины - 0,9 от оптимальной.

При других условиях выполнения работ необходима корректировка карты и привязка ее к конкретным условиям производства работ.

Конструктивные слои земляного полотна из укрепленных тяжелых (жирных) глин устраивают в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 5 °C. При пониженных температурах (от 5 °C до -10 °C) основание устраивают с учетом требований подраздела 7.5, а также руководства [7].

При сооружении конструктивных слоев земляного полотна из укрепленных цементом тяжелых (жирных) глин выполняют следующие работы (рисунки А.1 и А.2):

- разбивочные;

- вывоз грунта на дорогу, его разравнивание автогрейдером, предварительное уплотнение катком, профилирование участка;

- вывоз песка на подготовленный слой грунта, его разравнивание автогрейдером;

- распределение цемента, перемешивание песка, цемента и грунта земляного полотна дорожной фрезой;

- уплотнение смеси катком, профилирование участка;

- уход за свежеуложенным основанием.

Работы по укреплению грунта ведут в две смены на двух захватках длиной 150 м.

До устройства укрепленного слоя грунта все подготовительные работы должны быть завершены.

В первую смену тяжелые (жирные) глины для укрепления разрабатывают в притрассовых карьерах, выемках и вывозят на земляное полотно автомобилями-самосвалами.

Грунт разгружают из автомобилей-самосвалов в шахматном порядке. За одну рабочую смену следует произвести распределение грунта по поверхности, увлажнить до оптимальной влажности, а затем уплотнить до коэффициента уплотнения 0,85 - 0,90 за 2 - 3 прохода катка по одному следу.

Слой глины отсыпают с запасом по ширине слоя насыпи с каждой стороны на 0,5 - 0,6 м для обеспечения безопасности движения техники.

Для предохранения слоя тяжелой (жирной) глины от переувлажнения в процессе производства работ уплотненный слой грунта необходимо спланировать с обеспечением поперечного уклона 0,05 - 0,07 от оси земляного полотна в полевую сторону.

Во избежание обрушения грунта, прилегающего к откосной части, первый проход катка следует делать на расстоянии не менее 2 м от бровки откоса, после чего, смещая каждый последующий проход на 1/3 ширины следа в сторону бровки, прикатывая края. В последующем уплотнение продолжают круговыми проходами катка с перемещением полос уплотнения от краев насыпи к ее оси с перекрытием каждого следа на 1/3.

После уплотнения автомобилями-самосвалами осуществляют доставку пылеватого песка из карьера и его распределение в шахматном порядке автогрейдером по всей ширине слоя насыпи. Песок тонким слоем распределяют по всей ширине укрепляемой части. Общая толщина насыпного слоя (глины и песка) должна составлять не менее 35 см.

Во вторую смену по слою насыпи производят распределение цемента в соответствии с установленной рецептурой. Скорость перемещения распределителя цемента варьируется от 3 до 5 км/ч.

Далее грунт перемешивают за один проход двумя фрезами SBF-24L с шириной резания 2400 мм с перекрытием следа на 30 см, при этом фрезы перемещаются друг за другом на расстоянии 20 - 30 м. Количество проходов фрез может быть увеличено, если степень измельчения грунта не соответствует установленным требованиям.

Перед началом перемешивания фрезу устанавливают на ровной площадке, опускают ротор на заданную глубину, устанавливают гайки ограничителя заглубления ротора на этом уровне до упора и закрепляют. Движение фрезы по участку начинают от краев подготовленного слоя. Работы по укреплению проводят в пределах проектной ширины укрепляемой части, кроме боковых участков, отсыпаемых для безопасного перемещения техники.

При стабилизации тяжелой (жирной) глины на последующих слоях заглубление рабочего органа фрезы увеличивают на 5 см в целях обеспечения адгезии слоев укрепленного и укрепляемого грунта и увеличения прочности конструкции.

Перед уплотнением смеси производят планировку и разравнивание поверхности автогрейдером таким образом, чтобы обеспечить сток воды с поверхности укрепленного слоя.

Уплотнение смеси катком начинают сразу же после планировки слоя автогрейдером в течение не более трех часов с момента перемешивания, а при температуре воздуха ниже 10 °C - не более пяти часов.

Скорость перемещения катка по следу при первом и последнем проходах принимают равной 2,5 км/ч, скорость остальных проходов увеличивают до 6 км/ч. Для уплотнения грунта до коэффициента 0,98 необходимо выполнить не менее 7 - 9 проходов виброкатка по одному следу с перекрытием предыдущего на 30 см.

После укатки проверяют ровность основания, поперечный уклон поверхности, при необходимости планируют поверхность автогрейдером с удалением излишек грунта.

При контроле качества работ следует контролировать:

- толщину и ширину спланированного слоя тяжелой (жирной) глины через каждые 50 м в трех точках по ширине;

- наличие в смеси комков свыше 5 и 10 мм путем рассева на ситах с отверстиями диаметром 5 и 10 мм в трех точках по ширине на двух поперечниках;

- коэффициент уплотнения смеси в трех точках, по оси земляного полотна и на расстоянии 0,6 - 0,7 м от бровки отсыпанного слоя не менее чем на двух поперечниках на захватке;

- ровность слоя укрепленного грунта после его уплотнения не менее чем на двух поперечниках на захватке;

- поперечный уклон поверхности уплотненного слоя не менее чем на двух поперечниках на захватке;

- соблюдение режима ухода за укрепленным слоем грунта.

Влажность, плотность и коэффициент уплотнения уложенной смеси в ходе производства работ контролируют экспресс-методами и проверяют в конце рабочей смены лабораторными испытаниями.

Показатели физико-механических свойств тяжелой (жирной) глины следует контролировать на каждые 200 - 300 м³ грунта путем отбора 3 - 4 проб в месте разработки выемки (карьере).

При приемке руководитель работ должен руководствоваться картой операционного контроля.

При производстве работ по устройству слоев из грунтов, укрепленных цементом, следует выполнять указания приказа Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации [8] и норм [9].

Рабочие, обслуживающие дорожные фрезы и распределители цемента, во время работы должны соблюдать следующие требования:

- при распределении цемента по обрабатываемой полосе и перемешивании его с грунтом необходимо учитывать направление ветра, машины должны двигаться так, чтобы машинисты, водители и рабочие меньше находились с подветренной стороны, содержащей пыль;

- укрепляющие добавки с грунтом следует перемешивать машинами, оснащенными хорошо подогнанными герметизирующими кожухами рабочих органов;

- запрещается:

снимать и поднимать кожухи во время работы;

находиться на расстоянии менее 15 м от рабочего органа дорожной фрезы во время работы.

Работу по устройству цементогрунтового слоя организуют в две смены. В темное время суток участок должен быть освещен.

До начала работ по устройству цементогрунтового слоя следует сосредоточить на участке работ необходимые машины, оборудование, инструменты; оградить участок работы шлагбаумами, сигнальными знаками.

Организацией работ предусмотрено применение двух ведущих машин - дорожных фрез.

Работы по устройству цементогрунтового слоя выполняют одновременно на двух сменных захватках длиной по 150 м: на первой производят выгрузку тяжелой (жирной) глины, ее разравнивание, уплотнение и распределение песка, на второй - работы по укреплению слоя глины цементом.

Руководитель организации-разработчика

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"

Первый проректор -

проректор по научной работе _____________________ Т.С. Титова