ОДМ 218.3.076-2016 Методические рекомендации по подбору стабилизаторов грунтов и грунтовых смесей для дорожного строительства

3.1. Термины и определения, относящиеся к элементам дорожной   конструкции

4.2 Все разновидности грунтов и стабилизаторы, используемые для их обработки, по своим химическим свойствам должны быть совместимы вне зависимости от вида этой обработки и элемента дорожной конструкции, где данный грунт предполагается использовать. Общие условия химической совместимости грунтов и стабилизаторов следует определять по дорожной классификации стабилизаторов (Приложение, рис.2) [2].

4.3 После определения вида грунта и выбора совместимой с ним группы стабилизаторов по их виду (катионные, анионные или универсальные), следует дополнительно, провести лабораторные исследования, связанные с тем, что при том или ином виде химической активности реальный грунт может иметь различный гранулометрический состав, а главное, содержать различное количество тонко-дисперсной части (пылеватые и глинистые частицы) и других составляющих своей структуры.

4.4 Выполненные исследования показывают, что на эффективность стабилизированных и комплексно укрепленных грунтов, в конечном счете, оказывают следующие показатели естественных грунтов:

- содержание глинистых частиц, %;

- содержание песчаных частиц, %;

- число пластичности;

- водородный показатель, рН;

- содержание гумусовых веществ, %;

- содержание гипса, %;

- содержание легкорастворимых солей: хлоридов и сульфатов, %;

- емкость обмена, мг-экв. на 100 г грунта.

4.5 Следует учитывать, что степень пригодности естественных грунтов для их стабилизации и укрепления, оцениваемая с позиций использования их с максимальной функциональной эффективностью в том или ином элементе дорожной конструкции, зависит от взаимного, наиболее благоприятного, количественного сочетания указанных в п.4.4 показателей.

4.6 Рекомендуемые параметры этих величин, а также степень пригодности грунтов к способу их обработки (стабилизации, комплексной стабилизации и комплексного укрепления) приведены в таблице 1.

4.7 Данные требования позволяют, не выполняя специальных лабораторных работ, произвести более полно, а следовательно и более обоснованно, предварительный отбор и оценку грунтов на предмет целесообразности их обработки стабилизаторами и вяжущими. Причем, по критериям, которые являются основополагающими как при выборе видов природных грунтов, так при определении их свойств для практического применения в различных дорожных конструкциях.

Таблица 1

5.1 При подборе вида стабилизатора следует также учитывать технологические особенности грунтосмесительной техники, и способ внесения в обрабатываемый слой грунта стабилизатора, часто зависящий от его физического состояния (водный раствор или порошок).

5.2 Одним из важнейших показателей эффективности подбираемого стабилизатора, при всех прочих равных характеристиках с другими, является его ионная активность, которая определяет силу взаимодействия стабилизатора с поверхностью пылевато-глинистых частиц грунта, а следовательно, и его эффективность.

5.3 С учетом определенной сложности определения этой характеристики существующими методами, следует при сравнении нескольких видов стабилизаторов или уточнении его расхода (или концентрации раствора), ориентироваться на способность водного раствора стабилизатора или обработанного стабилизатором грунта изменять высоту капиллярного поднятия в сравнении с аналогичной характеристикой, но для дистиллированной воды.

5.4 Чем больше будет разница по высоте капиллярного поднятия в сравнении с аналогичной характеристикой, но для дистиллированной воды,  тем активнее будет исследуемый стабилизатор. Сравнительные испытания подобного вида следует проводить на одних и тех же грунтах в аналогичных условиях.

5.5 В таблице 2 представлены рекомендуемые физико-химические показатели стабилизаторов.

Таблица 2

*Примечание:

1. а) Степень гидрофобизации грунта, обработанного стабилизатором, определяется в соответствии с Классификацией грунтов по степени гидрофобизации [3], где - влажность грунта в % , а  - влажность на границе текучести гидрофобизированного (обработанного стабилизатором) грунта ;

   W - влажность на пределе текучести исходного грунта.

   Классы грунта	Значение	Степень гидрофобизации
   1	Менее 0,2	гидрофобный
   2	0,2-0,4	Хорошо гидрофобизированный
   3	0,4-0,5	Удовлетворительно гидрофобизированный
   4	Более 0,5	Недостаточно гидрофобизированный

6.1 В зависимости от вида обработки грунта стабилизаторами и вяжущими, а также элемента дорожной конструкции следует учитывать, что физко-механические и водно-физические свойства обработанных грунтов должны удовлетворять вполне определенным требованиям, при которых обеспечивается их надежная работа в данном конструктивном элементе.

6.2 Физко-механические и водно-физические свойства следует отличать по следующим показателям, каждому из которых присвоен определенный индекс:

Индекс A - капиллярное водонасыщение;

Индекс B - степень гидрофобности;

Индекс C - снижение оптимальной влажности по сравнению с  исходным грунтом), %;

Индекс D - Степень пучинистости (относительное морозное  пучение образца,) %;

Индекс E - модуль упругости, МПа;

Индекс F - размокаемость, %;

Индекс G - набухание, % по объему;

Индекс H - предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов,МПа;

Индекс К - предел прочности при растяжении при изгибе, МПа;

Индекс L - коэффициент морозостойкости.

6.3 Цифры при буквенных индексах обозначают способ обработки грунта.

1 - Грунт, обработанный стабилизатором;

2 - метод комплексной стабилизации;

3 - комплексное укрепление.

6.4 Набор требуемых характеристик обработанных грунтов, обозначаемых тем или иным индексом, и их конкретная величина, зависит в свою очередь от конструктивного элемента (слой одежды или земляного полотна) и вида стабилизации.

6.5 В таблице 3 представлены рекомендуемые типы конструктивных слоев дорожной одежды и земляного полотна, в которых следует использовать грунты, обработанные по технологиям: стабилизации, комплексной стабилизации (стабилизатор с малыми (до 2%) добавками вяжущих и комплексного укрепления (стабилизатор с вяжущим в количестве более 2%).

6.6 Применительно к каждому конструктивному элементу относится свой набор показателей (индексов) свойств, которыми обработанный стабилизаторами грунт должен обладать.

6.7 Приведенные значения показателей прочностных свойств грунтов, обработанных по методу стабилизации, комплексной стабилизации (стабилизатор с малыми (до 2%) добавками вяжущих и комплексного укрепления (стабилизатор с вяжущим в количестве более 2%) получены после 28 суток твердения.

Таблица 3.

6.4 Величина каждого показателя (а также тип индекса) определяется видом обработки грунта стабилизатором и условиями его работы в соответствующем элементе дорожной конструкции.

7.1 Для отсыпки рабочего слоя земляного полотна используются только стабильные грунты, т.е. грунты, не являющиеся или просадочными, или засоленными, или пучинистыми, или повышенной влажности, или переувлажненными, а также размокаемыми (неводостойкими по ГОСТ 28622), если используются грунты скальные (ГОСТ 25100) [5].

7.2 Данные требования, а также обычно высокая степень их уплотнения (К= 0.98-1.0), обусловлены необходимостью обеспечения благоприятного водно-теплового режима и прочности конструкций дорожных одежд в условиях постоянного воздействия погодно-климатических факторов и транспортной нагрузки в той или иной Дорожно-климатической зоне (ДКЗ) и типе местности по условиям ее увлажнения. При этом следует учитывать, что назначение величины расчетной влажности и модуля упругости деформации грунтов рабочего слоя, относится к их состоянию на момент весеннего оттаивания, как наиболее неблагоприятному периоду года, и расчитывается в соответствии с требованиями ОДН.218.046-01, "Проектирование нежестких дорожных одежд".

7.3 Стабилизация грунтов рабочего слоя может придать этим грунтам дополнительные положительные качества и в первую очередь такие как: гидрофобность, снижение капиллярного водонасыщения, повышение плотности при снижении оптимальной влажности и расчетной влажности при весеннем оттаивании, а также дает возможность использовать местные связные грунты, за счет снижения до требуемых величин их морозного пучения.

7.4 В качестве основных показателей, определяющих водно- физические свойства стабилизированных грунтов и учитывающих особенности их работы в дорожной конструкции, следует принимать следующие:

- капиллярное водонасыщение, %;

- степень гидрофобности;

- снижение оптимальной влажности, % ;

- степень пучинистости (относительное морозное пучение образца, %);

- размокаемость (% по объему);

- модуль упругости, МПа.

Наиболее целесообразная область практического применения полученных материалов в дорожных конструкциях определяется в соответствии с принятыми индексами и полученными показателями свойств стабилизированных грунтов.

7.5 Определение этих харатеристик следует производить на образцах обработанного грунта, приготовленных и выдержанных в соответствии с ГОСТ 23558.

7.6 Рекомендуемые показатели водно-физических свойств грунтов, обработанных стабилизаторами (технология стабилизации грунтов) в соответствии с принятыми индексами представлены в таблице 4.

 Таблица 4

8.1 Учитывая, что комплексно стабилизированные грунты содержат кроме стабилизаторов еще и до 2% вяжущих материалов, и в связи с этим характеризуются более высокими показателями своих водно-физических и прочностных характеристик, они могут быть рекомендованы к использованию как в конструктивных слоях дорожных одежд (слои грунтового основания), так и в грунтовых покрытиях с поверхностной обработкой дорог 5-й технической категории и внутрихозяйственных дорог и проездов в соответствии с п.6.3, не исключая, однако, при этом и возможности, при соответствующем технико-экономическом обосновании, использования этих грунтов и для рабочего слоя в дорогах высших технических категорий.

8.2 В случае использования комплексно стабилизированных грунтов в конструкциях дорожных одежд их показатели водно-физических свойств должны соответствовать требованиям таблицы 5.

9.1 Комплексно укрепленные грунты отличаются от укрепленных грунтов (по ГОСТ 23558-94) наличием стабилизаторов, совместимых по своим свойствам с укрепляемым грунтом (см. п.4), что позволяет придать обрабатываемым грунтам дополнительно гидрофобизирующие свойства, повысить их морозостойкость и снизить расход вяжущего при сохранении высоких прочностных характеристик. Это позволяет их использовать в конструктивных слоях дорожных одежд жесткого и нежесткого типа автомобильных дорог с усовершенствованным и капитальным типом покрытий.

Таблица 5

9.2 С учетом существующих требований, предъявляемым к укрепленным грунтам, комплексно укрепленные грунты, содержащие стабилизатор и более 2% вяжущего по своим прочностным показателям должны удовлетворять рекомендуемым требованиям, приведенным в таблице 6.

9.3 В таблице 7 представлены рекомендуемые показатели пригодности грунтов для различных видов стабилизации и комплексного укрепления грунтов, рекомендуемые показатели водно-физических свойств стабилизированных грунтов, показатели прочностных и водно-физических свойств комплексно стабилизированных грунтов, показатели прочностных свойств грунтов, укрепленных вяжущими с добавками стабилизаторов. То есть обобщены все виды обработки грунтов стабилизаторами без вяжущих и в присутствии вяжущих, а также предлагаемые рекомендуемые показатели к указанным смесям и стабилизаторам.

Таблица 6

 Таблица 7

Рисунок 1. Общая классификация стабилизаторов

Рисунок 2. Дорожная классификация стабилизаторов по целевым функциям обработки грунтов добавками