Применение золошлаковых смесей для устройства земляного полотна

Золошлаковые материалы, которые согласно ГОСТ 25 100–95 являются техногенными грунтами, можно использовать для возведения земляного полотна автомобильных дорог. Однако необходимо учитывать, что некоторые свойства этого материала (неоднородность состава, способность к набуханию и морозному пучению, наличие несгоревших частиц топлива) могут оказать негативное влияние на его долговременную безаварийную работу. Поэтому следует разработать специальные конструктивные и технологические мероприятия, чтобы исключить (или по крайней мере смягчить) такое воздействие.

Золошлаковые смеси из отвалов ТЭС впервые применены для возведения земляного полотна при строительстве подъездных дорог в районе городов Тверь, Воркута и др. [24]. Методы и технология использования золошлаковых смесей для сооружения земляного полотна автомобильных дорог исследовались в Союздорнии, Гипродорнии, научных центрах Белоруссии, Украины, Казахстана, Узбекистана. За основной критерий пригодности золошлаковых смесей в качестве материала для возведения земляного полотна была принята их морозостойкость (степень пучинистости), устанавливаемая по величине относительною морозного пучения [23] Наиболее однородными (и пригодными) признаны каменноугольные золошлаковые смеси. Установлено, что величина относительного морозного пучения торфяных, буроугольных золошлаковых смесей и золы уноса составляет 3,4−7,4%, каменноугольных- 1,5−3%. Кроме того, золошлаковые смеси обладают хорошей способностью к уплотнению.

Работы, проведенные при строительстве автомобильных дорог МКАД-Кашира, Москва-Серпухов, Алтай-Кузбасс и др., показали, что золошлаковые смеси, укладываемые в насыпь ниже рабочего слоя земляного полотна, должны быть максимально защищены от переувлажнения. С этой целью необходимо проведение следующих мероприятий [22]:

• — крутизна откосов должна быть не менее 1:1,75 при высоте насыпи до 6 м; при большей высоте откосы нижней части насыпи (ниже 6 м) должны быть не круче 1:2, а верхней (выше 6м) — не круче 1:1,75;
• — поверхность откоса следует защищать растительным грунтом толщиной не менее 0,3−0,4 м;
• — золошлаковую смесь необходимо укладывать на слой из не дренирующего глинистого грунта, который должен играть роль капилляропрерывающего слоя и предохранять насыпь из золошлаковой смеси от увлажнения снизу;
• — при устройстве насыпи на участках с 3-м типом местности по условиям увлажнения в нижней ее части должны быть устроены бермы из глинистых водостойких грунтов шириной не менее 1 м для предотвращения подтопления слоя золошлаковой смеси долговременно стоящими водами

Особое внимание следует уделять послойному уплотнению золошлаковой смеси с соблюдением режима влажности в зависимости от погодных условий. Влажность золы при уплотнении должна быть близка к оптимальной.

При применении золошлаковых смесей в рабочем слое земляного полотна необходимо принимать меры по нейтрализации неблагоприятных свойств золы, в основном ее способности к морозному пучению. Эти мероприятия должны быть направлены на предотвращение переувлажнения золошлаковых смесей в процессе укладки и ее работы в теле насыпи и должны включать [23]:

• — назначение крутизны откосов с учетом возможности механизированной планировки, уплотнения и укрепления поверхности откосов;
• — укладку морозозащитных слоев в верхней части земляного полотна;
• — устройство дренажа и капилляропрерывающих прослоек;
• — укладку защитного слоя на поверхность откоса;
• — укрепление обочин земляного полотна.

В соответствии с [21] золошлаковые смеси, обработанные вяжущими материалами, целесообразно использовать в верхней части земляного полотна из-за их высоких теплоизоляционных свойств, позволяющих уменьшить промерзание грунтов земляного полотна.

Золошлаковые смеси, укрепленные цементом, образуют прочные водои морозостойкие структурные связи, обеспечивающие образование замкнутых пор [20].

Конструктивные слои из укрепленных золошлаковых смесей устраивают с целью обеспечить морозоустойчивость дорожных конструкций в условиях II-IIIдорожно-климатических зон на пучинистых грунтах земляного полотна дорог с покрытиями капитального, усовершенствованного или облегченного типов.

Для укрепления золошлаковых смесей используют 4−8% (массы смеси) цемента, а также жидкие битумы (1,5−2% массы золошлаковой смеси), СДБ (0,2−1%), извести (7−9%).

Для укрепления пылеватых песчаных, супесчаных и суглинистых грунтов, мелких одноразмерных песков, слагающих верхние слои земляного полотна, рекомендуется применять золы сухого улавливания в качестве самостоятельного вяжущего материала [21].

Золы уноса сухого улавливания используют для осушения верхней части земляного полотна при переувлажнении связных грунтов. Расход золы составляет 20−35% массы обрабатываемого грунта. Это позволяет в течение 3−4 сут. связать лишнюю воду и приблизить влажность песка и связного грунта в верхней части земляного полотна к оптимальной для его обработки или уплотнения [11].

При введении 2% (массы грунта) золы уноса Владимирской ТЭЦ [51] во влажный грунт через 18 ч на 5% уменьшилась влажность грунта.