Уплътнителни добавки за почвата в пътното строителство. Укрепване и стабилизиране на почвите

Технологията за стабилизиране на почвата превръща практически всяка почва в здрава основа.

National Resources предлага услуги за стабилизиране на почвата (GOST 23558-94) с използване на неорганични свързващи вещества.Стабилизирането на почвата е ефективен начин за създаване на основи за различни покрития.

Фирма "Национални ресурси" работи в областта на строителството и оборудването на пътната база повече от 10 години.

Занимава се с пълен набор от работи по изграждане на тротоарни и пътни основи, както и промишлени и складови обекти, метод за укрепване и стабилизиране на почвата с различни материали.

Гаранция за добре проектиран и изпълнен проект е дългогодишният опит на фирмата - едно от основните ни предимства.

Екип от професионалисти е готов да работи и при най-трудните метеорологични условия с почти всякакъв вид почва. Благодарение на богатия практически опит и натрупаната база от знания по почвен анализ, използвайки модерно оборудване, фирма "НР" осигурява избор оптимален съставстабилизираща смес, която е гаранция и гаранция за качеството на пътната основа до 15 години.

Зад качеството на проекти, работи и материали стои тясно научно сътрудничество със специализирани институти в Русия и страните от ОНД, което ни дава още повече увереност както в използваните технологии, така и в тяхната висока производителност. Всяка проба от почва и настилка се подлага на лабораторни тестове при специално симулирани условия, което дава възможност да се избегнат грешки при пътното строителство.

Обратна връзка за изпълнени поръчки и професионално, както и научно сътрудничество, резюме завършени проектии нашата гаранция ви осигуряват увереност в изграждането или ремонта на пътища от National Resources.

Фирма "НР" разполага с ефективно и продуктивно оборудване за извършване на пълен набор от услуги за стабилизиране и рециклиране на пътища.

Автопаркът на компанията използва най-големите и най-продуктивни рециклиращи машини Wirtgen WR250. Капацитетът на един рецикльор е 8000 m2 на смяна. Дълбочината на уплътняване достига 560 мм.

Автопарк от 10 рециклиращи машини Wirtgen WR250. ви позволява да извършите най-сложната работа за възможно най-кратко време.

Също така, в присъствието на фирмата се използват: циментови разпръсквачи, валяци, автогрейдери и навесни стабилизатори (за използване в малки площи).

Относно технологиите

стабилизиране на почватапредставлява процес на щателно смилане и смесване на почвата със съответните неорганични свързващи вещества (цимент или вар), като се добавят в съотношение 5-10% тегловни, последвано от уплътняване.

Когато се използва тази технология с неорганични свързващи вещества, няма нужда от значително количество транспорт, тъй като може да се укрепи абсолютно всяка местна почва, било то глинеста, песъчлива или песъчлива почва, която е наблизо и остават да се доставят само свързващи материали до работната площадка.

Представената технология е устойчива на износване конструкция на пътища и обекти с висококачествени характеристики за всякакви екстремни натоварвания и климатични условияРусия.

Пътно строителство чрез стабилизиране на почвата

Технологията за стабилизиране на почвата се използва в следните конструкции:

ремонт и реконструкция на съществуващи пътища;
при изграждане на магистрали IV–V категории;
временни, технологични, спомагателни и черни пътища;
тротоари, паркови, пешеходни и велосипедни алеи;
паркинги, паркинги, складове и център за пазаруванеи терминали при създаване на солидни основи за изграждане на обекти от различни категории;
депа за твърди отпадъци и опасни вещества;
площадки за промишлени настилки и полагане на тротоарни плочи;
основи за жп релси.

Видео за стабилизиране на земята

предимства: РАЗХОД / РАБОТНО ВРЕМЕ / РАБОТА НА ФОНДАТА / ГАРАНЦИЯ

Този метод има редица предимства пред традиционните методи за изграждане на пътни основи.

ЦЕНА 50% намаление на разходите за строителни работи.

СКОРОСТ НА РАБОТА от 3 000 м2 до 8 000 м2 на смяна.

СИЛА НА ОСНОВАТАмаксималната якост на натиск по време на стабилизиране на почвата с неорганични свързващи вещества достига 500 MPa.

ГАРАНЦИЯ Гаранционният срок на пътната основа с технология за стабилизиране на почвата достига 15 години.

Представените предимства станаха възможни поради следните фактори:

пълно отхвърляне на използването на неметални материали (трошен камък, пясък),
отсъствие земни работиза изкопаване на почва за пътната конструкция и съответно липсата на обезвреждане на тази почва,
пълна механизация на процеса,
съвременна технология, която ви позволява да ускорите скоростта на работа.

Стабилизиране на почвата
Получената основа може да се използва както самостоятелно, без да се нанася слой асфалт, така и заедно с него.

Важно е също така методът да няма вреден ефект върху околната среда, а също така предполага пълна автономност и свобода при избора на материал. Съвременното оборудване позволява ефективно да се извърши стабилизиране на почвата директно на място на дълбочина до 50 см с един работен проход с висока точност в дозирането на свързващите вещества.

Ноу-хау на националните ресурси

Използването на технологията за дезинтеграция на Hint направи възможно получаването на стабилизирана основа с цимент в количество от 2%.

Тази технология дава възможност да се увеличат якостните характеристики на стабилизираната основа.

Стабилизирането на почвата е възможността за изграждане на път от земята, без налагане на скъпа асфалтобетонна основа.

Има гъвкава система за отстъпки! Индивидуален подходпри формиране на ценова политика за всеки клиент!

Стабилизиране на почвата

ДА СЕкатегория:

Относно пътностроителните машини

Стабилизиране на почвата

Почвите, използвани в пътното строителство, имат определени ограничителни показатели за якост, тоест могат да издържат определено количество товар от движещи се превозни средства.

IN последните годинибеше разработен нов методповишаване на здравината на почвите чрез добавяне на добавки от свързващи вещества - цимент, вар, битум, катран. Този метод се нарича стабилизиране на почвата със свързващи вещества. Укрепените по този метод почви се използват за изграждане на пътни основи под капитални покритияот асфалтобетон и за изграждане на олекотени настилки вместо асфалтобетон. Цената на изграждане на основи и настилки от стабилизирана почва е 3,5-5 пъти по-евтина от изграждането на основи от трошен камък или асфалтобетонни настилки. Основен слой от стабилизирана почва с дебелина 30 cm е равен по сила на слой от натрошен камък с дебелина 18-20 cm; лека настилка от стабилизирана почва с дебелина 15-20 cm е равна на якостта на асфалтобетонна настилка с дебелина 6-10 cm.

Преди това пътните настилки се изграждаха под формата на калдъръмена настилка (кадърмена магистрала) или чрез полагане на слой чакъл с дебелина 6-15 см, валцуван от каретни колела или пътни валяци (чакъл или "бяла" магистрала). С развитието на автомобилния трафик здравината на тези магистрали се оказа недостатъчна.

Основната причина за бързото унищожаване на белите магистрали от автомобилни колела е слабата връзка на отделния чакъл един с друг.

Освен това, във връзка с високи скоростидвижение по пътищата се налагат нови изисквания към пътищата - равномерност на настилка, безпрашеност и добро сцепление с гумите.

Увеличаването на кохезията на натрошен камък в покритието се постига чрез въвеждане на органични свързващи вещества в дебелината на покритието - битум или катран, което увеличава здравината и издръжливостта на пътя. Наличието на свързващи материали в покритието ви позволява да навивате равномерно повърхността му с ролки, да свързвате праха и по този начин да отстранявате праха от пътя и да подобрявате сцеплението на гумите. Органичното свързващо вещество покрива минералните частици с тънък филм и ги свързва заедно.

Бяла магистрала, обработена с битум или катран, става черна и затова такива покрития се наричат "черни".

Стабилизирането на почвата може да се извърши както на местни, така и на вносни почви. За стабилизиране най-подходящи са песъчливите глинести и глинести. При стабилизиране на почвите горният растителен слой (копка) с корените на треви и храсти трябва да се отстрани, тъй като при загниване на растителните частици се образуват празнини.

Стабилизирането на почвата се състои от следните основни операции: - подготовка на ивица почва; – разрохкване и смилане на почвата; - разпространение на свързващ материал; - смесване на натрошена почва със свързващ материал; - поливане и окончателно смесване с вода от натрошена почва, смесена с прахообразно свързващо вещество при стабилизиране с цимент или вар; – уплътняване на лентата, стабилизирана почва.

Подготовката на ивицата се състои в премахване на тревния слой и корените на пънове и храсти и в планиране на ивицата със засипване на локални вдлъбнатини и изрязване на могили и неравности.

Едновременно с това се профилира подземната основа и се изрязват странични ровове. Работите по подготовката на лентата се извършват от булдозери и, ако е необходимо, вкоренители, както и грейдери или автогрейдери.

Ако местните почви са стабилизирани, тогава съответната ивица на почвата се подлага на разрохкване и смилане. Ако стабилизацията не се извършва върху местна почва, тогава необходимата почва се докарва от околотраосната кариера със скрепери, тракторни ремаркета или самосвали, донесената почва се разпределя и планира върху основата и след това се разрохква и раздробява.

Препоръчително е да се разрохкват плътни, тежки пясъчни глинести и глинести с прикачени тракторни плугове и брани.

Леките почви се разрохкват с прикачени тракторни фрези, които след това смачкват разрохканата почва. Разхлабването и смилането се извършват с няколко минавания на машини по протежение на обработената лента.

Колкото по-интензивно се раздробява почвата, толкова по-добре и по-равномерно се смесва със свързващото вещество и толкова по-здрав се получава стабилизираният слой. В нормално натрошена почва броят на частиците с размер 3-5 mm не трябва да надвишава 3-5% от теглото, което се проверява със специални проби.

стабилизиране на цимент

Циментът или варът се докарват до работната площадка с циментови камиони или самосвали и ръчно се разпределят с лопати равномерно върху третираната лента непосредствено преди сухото смесване. Все още не се произвеждат специални машини за разпределение на цимент и вар.

Почвата се смесва на сухо със свързващо вещество, след което се полива с вода от асфалторазпределител, след което накрая се смесва с няколко прохода на прикачен фрез и се уплътнява с валцуване.

Стабилизиране с битум или катран

Битумът или катранът се докарват и се изсипват с асфалтов разпределител непосредствено преди смесването, за да не изстине свързващото вещество.

Почвата със свързващото вещество се смесва с няколко хода на прикачения фрез и се уплътнява с валцуване.

Стабилизираният слой се уплътнява с валяк с пневматични гуми D-219 на ремарке към автомобил или колесен трактор. Тегленето на валяка от гъсеничен трактор е неприемливо поради повреда на повърхността на лентата от гъсенични шпори.

Технологията за укрепване/стабилизиране на почвата с неорганични свързващи вещества се използва в строителството повече от 60 години, както у нас, така и в много чужди страни.

При използване на тази технология в зависимост от крайния резултат се разделят стабилизирането на почвата и укрепването на почвата.

При стабилизиране на почвите е възможно да се подобрят условията за уплътняване на местни почви, включително преовлажнени и надути. Този метод ви позволява да подредите слоеве за защита от замръзване, както и да увеличите носещата способност на фундаментните почви.

При укрепване на почвите се наблюдава значително повишаване на физико-механичните характеристики на местните почви. Методът се използва за монтаж както на мразозащитни слоеве, така и на носещи слоеве на основи.

Нормативни документи: GOST 30491-97. Органо-минерални смеси и почви, подсилени с органични свързващи вещества за пътно и летищно строителство. Спецификации". GOST 23558-94. „Смеси от трошен камък-чакъл-пясък и почви, обработени с неорганични свързващи вещества за строителство на пътища и летища. Спецификации".

Област на приложение

При липса на здрави каменни материали в строителната зона, както и песъчливи почви, подходящи за изграждане на основи, както показва домашният опит, е възможно ефективно да се използват наличните местни почви, подобрени или укрепени с различни свързващи вещества.

Технологията за стабилизиране/укрепване на почвата по метода на смесване на място може да се използва при изграждането на структурни основни слоеве: горен и долен слой.

Описание

Използването на свързващи вещества при стабилизиране/укрепване на местни почви може да увеличи плътността, да повиши водоустойчивостта и устойчивостта на замръзване.

Съвременното оборудване позволява ефективно подобряване/укрепване на местните почви директно на място на голяма дълбочина (до 40 см) с един работен проход с висока точност в дозирането на свързващите вещества.

Съществуващото едноходово смесително оборудване позволява получаването на хомогенна смес дори при работа с почви с висока влажност.

Свързващи вещества и добавки

Основните и налични минерални свързващи вещества са цимент и вар. Обикновено дозировката е от 3 до 10% (? 6%) от масата на почвата, която ще се армира.

Когато се използва вар или цимент за стабилизиране или укрепване на почвата, почти винаги е възможно да се осигури необходимия коефициент на уплътняване на почвата въз основа на лабораторни подбори на дозировката на свързващите вещества.

За укрепване с цимент най-подходящи са тинести песъчливи глини и песъчливо-глинисти почви с оптимален състав.

Технология на производство на работа

По време на работа се извършват следните технологични операции:

Оформление на основната повърхност
Дозиране на органични свързващи вещества и разпределение
Смесване с фрезова машина до предварително определена дълбочина, ако е необходимо, дозиране на органични свързващи вещества (битумна емулсия) и химически добавки директно в миксера.
Оформление и уплътняване на основата до посочените показатели.

Специален комплект механизми може да има капацитет от 5 000 до 15 000 m3 на смяна, в зависимост от дълбочината на армировката и възможността за доставка на необходимото количество свързващи материали на обекта.

Характеристики на вертикалното оформление на обекти с използване на технология за стабилизиране / укрепване на почвата

При проектирането на вертикалното планиране на териториите обикновено се използва общият принцип на планиране на земните работи, като се вземат предвид т.нар. нулев балансземни маси. Този принцип позволява да се намалят разходите, свързани с движението на земни маси през територията, а също така елиминира транспортирането както на липсващи, така и на излишни материали и отстраняването на почвата.

Традиционният метод на изкопни работи има следните недостатъци:

Необходимо е да се отстранят неподходящите (подгизнали, надути) почви
По време на изграждането на открити площи (вътрешни пътища, паркинги) има проблем с проектиране на тротоарни конструкции за осигуряване на изискванията за устойчивост на замръзване; в Централния регион на Руската федерация, за да се отговори на това изискване, общата дебелина на конструкциите изисква инсталиране на конструкции с обща дебелина около 1,0 м. съвпада с нивото на "нулев баланс на земните работи", което означава, че монтажът на фундаменти изисква доставка на значително количество вносни материали (пясък, трошен камък и др.). Съответно допълнителни разходи.
пътна конструкция. Обработката на негасена вар на почвата, предназначена за изграждане на пътното платно, дава възможност да се получи здрава основа с добри носещи характеристики. Вар модифицира дребнозърнестите и влажни глинести почви, а също така стабилизира химически активната почва поради пуцолановата реакция.

При използване на технологията за стабилизиране/укрепване на почвата е възможно да се приложи по-оптимално решение при изграждане на обекти с различно предназначение.

Използването на технология за стабилизиране / укрепване на почвата ви позволява да спестите до 20% в сравнение с традиционния метод.

За монтажа на бетонни индустриални подове се препоръчва стабилизиране на основата по две причини.

Първо, висококачествена здрава основа.

Изкуство. научен служител Т.Т. Абрамова
(Московски държавен университет на името на М. В. Ломоносов),
А.И. Босов
(FSUE "ROSDORNII"),
К.Е. Валиев
(Московски държавен университет на името на М. В. Ломоносов)
________________________________________

Въведение

В момента се наблюдава бърз растеж в обема на строителството на различни обекти от транспортната инфраструктура. В по-голямата част от територията на Русия няма традиционни пътностроителни материали, което предопределя техния недостиг и води до увеличаване на общата цена на строителния проект. В тази връзка е препоръчително да се използват местни почви за изграждане на настилки. За да може да се използват например най-разпространените глинести почви в Руската федерация, за които е известно, че имат висока кохезия и здравина в сухо и незначителна във водонаситено състояние и са напукани, е необходимо да се осигури тяхната издръжливост и стабилност, независимо от промените във влажността, метеорологичните условия и променливите натоварвания по време на движение. Това може да се постигне само ако има фундаментална качествена промяна естествени свойстватакива почви.
Разработването на почвени състави с неорганични (цимент, вар, летлива пепел и др.) и органични (битум, битумни емулсии, катран, полимерни смоли и др.) свързващи вещества се извършва от много научни школиот 20-те години на миналия век. Анализът на резултатите от тяхната работа показа, че съставите на циментова основа се характеризират с висока твърдост и съответно образуване на пукнатини. Освен това циментовите почви имат повишена абразия, което не им позволява да се използват за настилка без защитен слой от износване. Варуването на почвите не им дава устойчивост на замръзване. Органичните свързващи вещества допринасят за развитието на колеене, както и пластични деформации на основния слой.
Години на изследвания в различни странисвета са показали, че повишаването на водоустойчивостта на глинестите почви може да се постигне чрез използване на повърхностно активни вещества (повърхностно активни вещества), които позволяват стабилизирането на такива почви с малка консумация на повърхностно активни вещества. Въвеждането на активни реагенти може да намали нуждата от свързващи вещества, значително да подобри физико-механичните характеристики на глинестите почви и да ги направи подходящи за използване в строителни дейности.
Съвременната пътно-строителна техника (фрези, рециклиращи машини, мобилни инсталации за смесване на почвата) дава възможност за ефективно стабилизиране и укрепване на почвите директно на място на голяма дълбочина (до 50 см) с един работен проход с голяма точност в дозирането на материалите въведени в почвата. Високопроизводителното оборудване за смесване на почвата, което се произвежда от такива известни компании като Bomag, Caterpillar, FAE, Wirtgen и други, позволява да се получи хомогенна смес дори при работа с преовлажнени почви. В тази връзка през последните години интересът на пътните специалисти към стабилизаторите на почвата забележимо нарасна както у нас, така и в чужбина.
Стабилизаторите са много широк клас вещества с различен състав и произход, които в малки дози влияят положително върху формирането на свойствата на пътно-строителните материали, както чрез активиране на физични и химични процеси, така и чрез оптимизиране. технологични процеси. Тези вещества могат да се използват на почти всички технологични етапи в пътното и летищното строителство, от изграждането на земна основа до изграждането на твърди настилки, изкуствени инженерни конструкции и подобряване на пътищата.
Стабилизаторите могат да бъдат от различен произход, различни по свойства, но всички те имат общо, че повишават плътността, влагоустойчивостта и устойчивостта на замръзване на почвите, намалявайки тяхното издуване.
Всеки конкретен стабилизатор има свое индивидуално име, отразяващо спецификата на страната на произход и характеристиките на приложение. Сред най-известните са следните глинести почвени стабилизатори: EH-1 (САЩ), SPP (Южна Африка), Roadbond (САЩ), RRP-235 Special (Германия), Perma-Zume (САЩ), Terrastone (Германия), Dorzin (Украйна) и LBS (САЩ), Дортех (РФ), ECOroads (САЩ), М10+50 (САЩ).

1. Теоретична основахидрофобизация на кохезионни почви

Отличителна черта на стабилизаторите е промяната на хидрофилната природа на глинестите почви в хидрофобна. Следователно, за да се осигури стабилизиране на кохезионните почви, е необходимо да се познават основите на процесите на хидрофобизация.
Хидрофобизацията е промяна в естеството на повърхността на минералните частици чрез излагане на почвата на малки дози повърхностноактивни вещества. Неговата физическа същност се крие във факта, че омокряемостта или неовлажняването на почвата зависи от кристалната структура на нейните минерали, естеството на техните междупакетни и междумолекулни връзки. Основната причина за овлажняване е наличието на некомпенсирани енергийно активни центрове на повърхността на минералите. Молекулите на повърхностноактивното вещество съдържат полярна (хидрофилна) група и въглеводороден (хидрофобен) радикал. Пълно или частично елиминиране на навлажняването на почвените минерали с вода може да се постигне чрез балансиране на енергийно активните центрове на повърхността на почвените минерали с повърхностно активни вещества, които притежават тази способност и в същото време, поради молекулярната си природа, не се овлажняват от вода . Големите органични катиони имат голям обем и молекулно тегло, в резултат на което енергично и силно се абсорбират от почвата, измествайки неорганичните катиони от техните обменни позиции.
Вторият начин за балансиране на некомпенсираните връзки на повърхността на минералните системи се основава на адсорбцията на диполни органични молекули от повърхностните йони в базалните равнини. кристална решеткаглинени минерали.
Третият начин е сорбцията на отрицателно заредени полярни аниони на реагента от катионите на минералната повърхност (Ca2+, Al3+, Si4+ и др.). Този начин за балансиране на некомпенсираните връзки на почвените системи може да бъде от особено значение, главно за карбонатни почви.
Придаването на ясно определени хидрофобни свойства на почвата предизвиква определени затруднения, което се дължи на нейната сложност като колоидно-дисперсна, полиминерална система, съдържаща определено количество адсорбирана вода. По-лесно се постига частична хидрофобизация на почвата, което в много случаи води до промени в структурата и свойствата на третираните почви. Още в ранните етапи на изследвания (през 50-те години на миналия век) по хидрофобизацията на диспергирани почви за инженерни цели е установено, че третирането им с катионни повърхностно активни вещества води до увеличаване на стойностите на ъгъла на омокряне до 90° или повече (за бентонит - от 15° до около 103°). Такава значителна промяна в свойствата на повърхността на твърдите фази на почвата е придружена от явлението флокулация и агрегация на почвените системи. Този механизъм може да се опише като резултат от взаимодействието на колоиден катион на ПАВ с колоиден анион на почвената система. В този случай хидрофилната част на катиона се адсорбира от частици на почвата, а въглеводородните вериги, свързващи се помежду си, образуват агрегати от частици, което води до загрубяване на системата като цяло по отношение на разпределението на размера на частиците. Променливите, които влияят на флокулиращата способност на повърхностноактивните вещества често са: а) дозата на реагента; б) рН на почвата и в) концентрацията и вида на неорганичните соли в почвата.
Поради намаляването на способността на хидрофобизираната почва да абсорбира вода и свързаните с това структурни трансформации настъпват промени. физични свойствапочви, а именно: а) намаляване на способността на почвата да премества вода под действието на капилярни и гравитационни сили; б) намаляване на склонността на почвата към обемни промени (набъбване и свиване) по време на овлажняване и сушене; в) увеличаване на здравината на почвената система във водонаситено състояние и поддържането й за дълго време.
Известно е, че причината за подобряване на реологичните свойства на дисперсните глинести почви поради добавянето на малки количества повърхностноактивни вещества е промяната в естеството на хидратираните черупки на глинестите частици и адсорбцията на повърхностноактивни вещества върху повърхността на глинестите минерали. Всяко взаимодействие между молекули или йони води до промяна в техните междуатомни разстояния. I.S. Чоборовская, изучавайки адсорбцията на SSB (повърхностно активно вещество с високо молекулно тегло) върху различни мономинерали, смята, че тя е селективна. Промените в свойствата на глинестите почви с различен състав и състояния при взаимодействие с разтвори на повърхностноактивни вещества са представени в работата на Ю.К. Егорова. Изследвано е влиянието на три вида повърхностно активни вещества: нейонни (ОС-20, словатон), катионни (синтегал, трансферин) и анионни (вотамол, сулфанол) с концентрация от 0,1 до 10 g/l. Авторът установи, че глините с каолинитен състав адсорбират повърхностно активни вещества по-малко от глините с монтморилонитов състав. Катионните повърхностноактивни вещества (SAS) се адсорбират по-добре от нейонните повърхностноактивни вещества (NSA). Взаимодействието на повърхностноактивните вещества с глините води до коагулация на глинестите частици, което увеличава пропускливостта на глините за разтвори. Повърхностноактивните вещества практически не се сорбират, тъй като зарядът на техните активни групи съвпада със заряда на глинените частици. Изследването на адсорбцията на повърхностноактивни вещества и повърхностноактивни вещества показа това голямо значениеима тяхната критична концентрация на мицелизация (CMC). Когато адсорбцията на повърхностно активно вещество е под тази стойност, адсорбционният слой приблизително съответства на мономолекулна структура с хоризонтална ориентация на главната ос на молекулата спрямо интерфейса. По-сложна структура на адсорбционния слой възниква, когато концентрацията на повърхностно активното вещество е по-голяма от CMC, тоест, когато молекулите са свързани. В този случай изотермата рязко се увеличава, което вероятно се получава в резултат на образуването на полимолекулен адсорбционен слой.
По този начин може да се отбележи, че адсорбцията на различни повърхностно активни вещества върху повърхността на един и същи минерал протича различно. Според сорбционната активност те могат да бъдат поставени в следния ред: повърхностноактивни вещества → нейонни повърхностно активни вещества → повърхностно активни вещества. Следователно якостните характеристики на различните стабилизирани глинести почви ще се различават рязко една от друга.

2. Стабилизиране на кохезионни почви

Основните научни изследвания върху водоотблъскването, проведени през 20-ти век както в СССР, така и в чужбина, показват, че въпросът за продължителността на процеса на водоотблъскване с постоянно овлажняване и водонасищане на почвите през целия им експлоатационен живот в тротоарните конструкции остава доста важен. .
Съвременните стабилизатори се използват успешно от много години в САЩ, Германия, Южна Африка, Канада и много други страни, а напоследък и в Русия за изграждане на настилки и основи за магистрали, летища, паркинги и др. Сред стабилизаторите на чуждестранни и местно производство, могат да се разграничат следните, известни под търговските наименования: Roadbond, Status, Dortekh, ANT, ECOroads, Mag-GF, RRP-235-Special, Perma-Zume, Dorzin, Top Force”, LBS, М10+ 50, LDC+12, Nanostab. Те могат да бъдат киселинни, основни или неутрални. Химичният състав на съвременните стабилизатори е или патентован, или, тъй като е собственост на автори или фирми, не е напълно разкрит.
Съвременните стабилизатори имат сложни, многокомпонентни състави, включително:
кисел органични продукти, суперпластификатори и други вещества;
емулсии на течен силикат, акрил, винилацетат, стирен-бутадиен;
нискомолекулни органични комплекси.
Стабилизаторите могат да бъдат катионни, анионни и нейонни. В тази връзка тяхното взаимодействие с един и същ глинен минерал няма да протича по същия начин.
Стабилизаторите от първия тип имат сложен състав, включващ киселинни органични продукти, суперпластификатори и други добавки. Всички те се характеризират с киселинна реакция на средата с рН в диапазона 1,72 - 2,65. Водата с въвеждането на такива стабилизатори се активира поради йонизация (H+, OH¯ и H3O+). Разтворът на стабилизатора от своя страна променя заряда на повърхността на глинестите частици поради енергийния обмен на електрически заряди между йонизирана вода и минерални почвени частици. Чрез обмен на заряди с йонизирана вода, частиците на почвата разрушават естествените връзки с капилярна и филмова вода. При уплътняване на почвата, обработена със стабилизатор, капилярната и филмовата вода лесно се отделят, създавайки условия за висока уплътняемост на сместа. Така стабилизаторът играе ролята на пластифицираща добавка, която позволява при по-ниска оптимална влажност на почвата да се постигне повече висока производителностнеговата плътност. За кисели почви се използват катионни повърхностноактивни вещества. За карбонатни почви е препоръчително да се използват анионни повърхностноактивни вещества. Според авторите, разработчиците на повърхностноактивния материал "Статус-3", микроучастъци от повърхността на глинеста почва, носещи определен заряд, адсорбират противоположно заредени йони, но в същото време йони на повърхностно активното вещество, които са заредени по подобен начин с повърхността, са не адсорбирани директно от него, но под действието на електростатични сили в близост до адсорбираните йони образуват заедно с тях върху повърхността на адсорбента двоен електрически слой (EDL). В присъствието на DES повърхностна плътностна отрицателен заряд образува сякаш вътрешна облицовка и почвените частици (аниони, катиони), разположени на границата на фазите, образуват външна облицовка с противоположен знак (съответно адсорбционната и дифузната част на DES), а в като цяло системата е електрически неутрална.
Проучванията, проведени в MADI, показват, че след взаимодействието на почвата със „Статус“ нейната структура се променя. На повърхността на минералните зърна се образува хидрофобен филм. В почви, третирани със стабилизатор Status, се наблюдава значително намаляване на порите с диаметър 0,0741-0,1480 микрона в сравнение с почви без стабилизатор (метод на отрицателна фотометрия). В същото време се наблюдава увеличение на коефициента на ориентация на порите Ka в избраната посока, който е съответно 11,26 и 10,57% за третирани и нетретирани почви. Изложеното по-горе показва насочени закономерности на промяна в третираната почва и образуване на по-стабилна структура на материала. Беше възможно да се постигне намаляване на оптималното съдържание на влага в глинестите почви, увеличаване на тяхната водоустойчивост, както и намаляване на накисването, водопоглъщането и набъбването. Скоростта на накисване на необработената почва е 1,5-2 пъти по-висока от тази на почвата, третирана със стабилизатор. В същото време стабилизираната почва не придобива водоустойчивост.
Загубата на якост след насищане с вода може да бъде избегната чрез използване на други почви за трансформиране съвременни материали- полимерни емулсии (втори тип стабилизатори), с широк спектър от свойства. Типичната полимерна емулсия съдържа приблизително 40-60% полимер, 1-2% емулгатор, а остатъкът е естествена вода. Полимерът може също да варира значително по своя химичен състав, молекулно тегло, степен на разклоняване, размер на страничната верига, състав и т.н. Повечето полимерни продукти, използвани за стабилизиране и стабилизиране на почвата, са съполимери на винилацетатна или акрилна основа.
Проучвания, проведени в САЩ, показват, че полимерните емулсии наистина осигуряват значително увеличение на якостта, особено допълнително при мокри условия. Процесът на втвърдяване на емулсията се състои от "отделяне" и последващо освобождаване от водата чрез изпаряване. Разделянето на емулсията се случва, когато отделни емулсионни капчици, суспендирани във водна фаза, се съберат. Върху намокрената с емулсия повърхност на почвената частица се отлага полимер, чието количество зависи от концентрацията на добавения към сместа полимер и от съотношението на смесване с почвата.
Един от такива полимерни материали е LBS - течен силикатно-полимерен почвен стабилизатор - повърхностно активно вещество. Когато в почвата се внесе воден разтвор на LBS, се осигурява необратима промяна във физико-механичните свойства на почвата поради химично действие, чрез йонна замяна на филмовата вода върху повърхността на прашните частици със стабилизаторни молекули, които имат вода - репелентен ефект. Филмовата вода в резултат на уплътняване на обработената глинеста почва лесно се отстранява от нея. Подобрената по този начин почва става по-трайна и практически непропусклива, което я прави устойчива на всякакви климатични условия и способна да поема повишен полезен товар дори при продължителни обилни валежи. Модулът на еластичност за почви (от песъчливи до тежки глинести), стабилизирани с LBS, достига 160-180 MPa. Такива почви също имат по-високи (~ 50%) в сравнение с нестабилизирани почви в сухо състояние, показатели за стабилност на срязване. Ефективността на използването на LBS полимерния стабилизатор е най-забележима при работа с високо пластични напукани глинести почви. След обработката такива почви преминават в категорията на слабо порести и непорьозни. Този резултат се постига благодарение на прехвърлянето на филмовата вода, която преди това е била на повърхността на глинестите частици, в свободно състояние. Почвите, стабилизирани с LBS, имат високи деформационни характеристики. Например, проби от тинеста пясъчна глинеста почва с число на пластичност 12 и съдържание на влага 14,4% (съдържание на влага на границата на валцуване - 18%, в точката на провлачване - 30%) след стабилизиране с полимерна емулсия и продължително (28 дни) насищане с капилярна вода (плътност на пробите - 2, 26 g/cm2, скелетна - 1,98 g/cm2) бяха подложени на лабораторни изследвания с твърда матрица. Модулът на еластичност за тях е 179-182 MPa. Степента на издигане на стабилизираните почви се определя в съответствие с GOST 28622-90 с помощта на специално проектирана инсталация. Резултатите от изследването показаха, че глинестите почви след излагане на LBS попадат в категорията на некаменисти или слабо надигащи се и ненабъбващи или слабо набъбващи.
Иновативни разработки за стабилизиране на почвата и пътно строителство са материали като LDC+12 (течен акрилен полимерен продукт) и Enviro Solution JS (течно винилацетатно съединение), както и M10+50, течна полимерна емулсия върху акрилна основа, което е свързващо вещество. Последният е специално проектиран за значително подобряване на характеристиките на почвата, като: адхезия, устойчивост на абразия, сила на огъване, както и за повишаване на издръжливостта на настилния слой. Почвите, обработени с материал М10 + 50 се използват при изграждането и ремонта на съоръжения на транспортната инфраструктура, имат редица предимства в сравнение с други стабилизатори, произведени в сегашен етап. M10 + 50 се използва в почви с пластичност до 12. Емулсията се разтваря добре в прясна и солена вода. Стабилизираната почва придобива водоустойчивост. Грунтовият слой, обработен с емулсия М10+50, може да се използва за преминаване на превозни средства още 2 часа след работата. Такъв слой не изисква специални грижи, за разлика от слоя, подсилен с цимент или вар. Почвата, третирана със състава M10 + 50, има най-голяма способност да устои на разрушаване от атмосферни влияния и ултравиолетова радиация. Повече от 20 години опит с този полимерен стабилизатор показва значително по-добри резултати с акрилните стабилизатори в сравнение с неакрилните полимери.
Глинистите почви могат да се трансформират и с помощта на други йонноактивни съвременни материали (Perma-Zume, Dorzin) - стабилизатори от трети тип на базата на ензими. Такива ензими са състав от вещества, основно образувани в процеса на култивиране на организми върху сложна хранителна среда с някои добавки. Perma-Zume 11X намалява повърхностното напрежение на водата, което насърчава бързото и равномерно проникване и абсорбиране на влагата в глинеста почва. Глинените частици, наситени с влага, се притискат в празнините на почвата и ги запълват напълно, като по този начин образуват плътен, твърд и дълготраен слой. Поради повишената смазваща способност на почвените частици, необходимата плътност на почвата се постига с по-ниска сила на натиск. Резултатите от изследване на учени от IPC SB RAS (Томск) показаха, че "Дорзин" е продукт на микробна ферментация на съдържащи захар продукти като меласа (меласа). Установено е, че органичната част на лекарството е представена основно от следните съединения: олигозахариди (от монозахариди до пентазахариди), аминосъединения като аргинин, манитол (D-манитол), хидрокси съединения като трехалоза, азотсъдържащи производни на млечна киселина.
ТВ Дмитриева успява да установи, че ефективността на въздействието на органичните комплекси върху скалообразуващите минерали е в пряка зависимост от структурната и химичната природа на слоевите алумосиликати и намалява в поредицата: рентгеноаморфни фази → смектит → смесенослойни образувания → илит → хлорит → каолинит. В същото време катионният капацитет е неразделна характеристика, чието използване дава възможност да се разкрие степента на ефективност на структурообразуването на стабилизираната почва по време на експресна оценка. При въвеждане на добавка в системата се наблюдава намаляване на специфичната повърхност на изследваните проби (Таблица 1). Получените данни свидетелстват за „залепването” на микроразмерни индивиди от глинести минерали от органични комплекси на стабилизатора. Степента на влияние на добавката е най-силно изразена в пробите от мономинерална смектитова глина.

маса 1

Активна специфична повърхност на глинести скали

Забележка: активната специфична повърхност е средна характеристика на порьозност или дисперсия, като се вземат предвид морфологичните особености на изследваното вещество.

След взаимодействието на ензимни препарати с глинести почви те придобиват следните характеристики: високи физико-механични свойства, температурна устойчивост, водоустойчивост, устойчивост на корозия.
От гореизложеното следва, че структурообразуването на глинестия компонент на кохезионните почви при взаимодействие със стабилизатор се дължи на блокирането на активни хидрофилни центрове на диспергирани минерали, което води до намаляване на специфичната повърхност на почвата, катионния капацитет и повишаване на хидрофобността.
Въздействието на повърхностноактивните вещества върху кохезионните почви води до пълен обмен на катиони. Намаляването на способността на стабилизираната почва да адсорбира вода и свързаните с това структурни трансформации предизвикват промяна във физичните свойства на почвите.
За повърхностноактивни вещества е по-добре да се използват карбонатни почви, при които взаимодействието на отрицателно заредените органични аниони на стабилизатора с катиони на минералната повърхност на почвата (Ca2+, Al3+, Si4+ и др.) може да бъде по-забележимо.
Органичните йони в полимерните емулсии се държат заедно от молекулярни и водородни сили в допълнение към електростатичните сили. Те се адсорбират по-силно, образувайки сложни органоминерални комплекси. В тази връзка е възможно реакцията на почвената среда (рН) и нейния солев състав да не оказват съществено влияние върху стабилизирането на почвата с полимерни емулсии.
При уплътняване на почвата, обработена със стабилизатор, капилярната и филмовата вода се отделят лесно, създавайки условия за висока уплътняемост на почвената смес. Сега е установено, че почвите, третирани със стабилизатори, трябва да имат коефициент на хидрофобност най-малко 0,45, а стойността на максималната плътност е по-висока от тази на оригиналната с повече от 0,02%. Съдържанието на прахови и глинести частици в използваните почви трябва да бъде най-малко 15% от теглото на почвата. Допуска се използването на почви за стабилизиране със съдържание на тиня и глинести частици по-малко от посочената граница, при условие че зърненият състав е подобрен от глини, глини и количеството тиня и глинести частици е доведено до необходимото ниво. Глинистите почви с число на пластичност повече от 12 трябва да бъдат смачкани до степента на смачкване, изисквана от SP 34.13330, преди да се въведат стабилизиращи и свързващи материали в почвата. Относителната влажност на глинестите почви в този случай трябва да бъде 0,3-0,4 влажност на линията на добив.

3. Комплексни методи за преобразуване на кохезионни почви

За да се засилят процесите на взаимодействие на кохезионни почви със стабилизатор, свързващите вещества (цимент, вар, органични свързващи вещества) могат да бъдат допълнително въведени в системата в малко количество. В резултат на това можем да очакваме подобряване на всички характеристики на изкуствено преобразуваните почви. За да определите какви процеси протичат в сложна система "почва-стабилизатор-свързващо средство", разгледайте резултатите, получени от Ю.М. Василиев за глинести почви след взаимодействие с различни количества свързващо вещество, като се използва цимент като пример. Обикновено се смята, че когато почвата се обработва с цимент, се развиват структурни връзки само от тип кристализация. Експериментално той установи, че с въвеждането на цимент се развиват не само връзки от кристализационен тип, но и връзки, които имат водно-колоиден характер, се укрепват. Силата на коагулационните връзки и интензивността на нарастване на якостта се увеличават с увеличаване на дисперсията на почвата, което показва влиянието на активната повърхност на почвените частици върху физикохимичните процеси на взаимодействие между цимента и почвата. При съдържание на цимент до 2% - за тежки глинести, 4% - за пясъчни глинести, здравината на коагулационните връзки надвишава силата на кристализационните. Съотношението на твърдите (кристализация) и гъвкавите (коагулационни) връзки в циментовите почви определя техните деформационни свойства. Следователно деформационните свойства в почвена система с малко въвеждане на цимент ще се определят от силата на коагулационните връзки. Данните, получени от A.A. Федулов при въвеждането на 2% цимент в системата "почвен стабилизатор" ("Статус") също показва промени не само във водно-колоидните свойства, но и в якостните характеристики. Например, водно-колоидните сили ∑w при съпротивлението на срязване на су-глината, преобразувана с помощта на стабилизатор и цимент (2%), са 0,084 MPa и съответно без цимент - 0,078 MPa, с вода - 0,051 MPa (табл. 2).

таблица 2

Резултати от определяне параметрите на якост на глинеста почва

По този начин може да се отбележи, че добавянето на свързващи вещества (портланд цимент и/или вар) към почвата в относително малки дози подобрява някои от нейните физични и механични свойства: намаляване на пластичността, увеличаване на носещата способност. Количеството цимент и/или вар, въведено в този случай, е достатъчно, за да се гарантира, че в резултат на взаимодействието им с тинести и глинести фракции на почвата е осигурена загубата на техните хидрофилни свойства, но не е достатъчно, за да запази цялата маса на почвените частици в кохерентна система. Резултатът е подобрена почва поради укрепване на коагулационните връзки.
Чрез добавяне на стабилизатори на повърхностноактивно вещество е възможно да се регулира времето на втвърдяване на цимент и почво-циментови смеси, да се контролират процесите на структурообразуване при укрепване на почвата. Ефектът на повърхностно активното вещество зависи от неговия състав и концентрация в сместа. В работата на O.I. Лукянова, П.А. Rebinder показва промяна във фазовия състав на продуктите от хидратацията на C3A в присъствието на нарастващи добавки на повърхностноактивни вещества - PRS концентрат. Повърхностно активните вещества, адсорбирани върху минералните частици на почвата и цимента, блокират потенциалните центрове на образуване на коагулация и кристализационна структура в първата фаза на втвърдяване на свързващото вещество, което допринася за сближаването на фазите на втвърдяване и в резултат на това води до намаляване на микросчупването на структурата на материала и до увеличаване на неговата якост.
Установено е, че минералният състав на глинената фракция в системата "почва - цимент - повърхностно активно вещество" оказва значително влияние върху плътността и втвърдяването на почвата. Получените глинени микрокомпозити, заедно с рамкови минерали, действат като пълнител и микропълнител при образуването на почвения цимент. Криптокристалните (рентгеноаморфни) алумосиликатни фази са активен пуцоланов компонент, който свързва свободния портландит за дълги периоди на втвърдяване.
За укрепване на глинести преовлажнени почви, чието съдържание на влага е с 4-6% по-високо от оптималното, използването на негасена вар е ефективно. При внасяне на вар в системата "почва - стабилизатор", освен основната си функция на свързващо вещество, тя изпълнява и функцията на гранулометричен добавен носител, което позволява на стабилизатора да бъде равномерно разпределен в почвата. Всичко това създава условия за висококачествено полагане на сместа и нейното уплътняване. Ето защо най-голям ефектможе да се постигне чрез укрепване на тежки глини и глини. В сложната система "почва - стабилизатор - вар" се образуват едновременно кристализационни и коагулационни структури. Наличието на стабилизатор в такава система дава възможност да се контролира скоростта на кристализация и скоростта на образуване на ядра на кристали от хидросиликати от групата на тоберморит, тъй като компонентите на стабилизатора - повърхностно активно вещество, поради адсорбция върху повърхността на ядрата, могат да предотвратят растежа им.
Действието на повърхностноактивните вещества винаги е свързано с образуването на структури в повърхностните слоеве на глинестите частици и обемите на дисперсната среда в съседство с тях. Последствие, произтичащо от термодинамиката, е, че именно повърхностно активните вещества имат способността да се натрупват в излишък на границата и по този начин, така да се каже, да кондензират в тънък слой. Адсорбционният слой на повърхностно активното вещество има изключително малка дебелина; следователно дори много малки добавки на повърхностно активно вещество могат драстично да променят условията на молекулярно взаимодействие на интерфейса. Рационална технология за използване на стабилизатори е тази, при която се създават необходимите условия за постигане на повърхностно активното вещество на съответните повърхности. За да се получи желаният резултат, количеството повърхностно активно вещество трябва да е оптимално. Ако количеството на стабилизатора е повече от оптимално, тогава адсорбцията на повърхностно активното вещество води до намаляване на силата на връзката между частиците. Освен това, както Ф.Д. Овчаренко, същата концентрация на повърхностноактивни вещества във воден разтвор за глинести почви с различен минерален състав може да има и обратен ефект.
Анализ на учебната работа различни видовеконструкцията ни позволява да отбележим, че въвеждането на стабилизатори в глинестите почви подобрява тяхната плътност, якост на натиск и опън, модул на еластичност, устойчивост на замръзване, намалява оптималната влажност, капилярно обезводняване, вдигане и набъбване. Така е установено, че степента на накисване на необработената глинеста почва е 1,5-2 пъти по-висока от тази на третираната със стабилизатори Status и Roadbond. Общата стойност на деформацията от замръзване на третираната от тях глинеста почва е съответно с 15% и 35% по-малка от тази на необработената почва. Следователно, обработката на глинести почви по време на тяхното уплътняване води до намаляване на общата деформация на мразовото издуване.
Експеримент по изграждане на опитни участъци от пътища с фундаменти от тежки глинести с органични свързващи вещества (7-8%), обработени със стабилизатор Status и цимент (6%), показа, че общият модул на деформация, определен от динамичния щамп метод, удвоява . При глинести почви, третирани със стабилизатор Status, специфичната кохезия Cw се увеличава поради значително увеличаване на водно-колоидните сили ∑w (5 пъти в проба от песъчлива глинеста почва и почти 2 пъти в проба от глинеста почва) (Таблица 2). Въвеждането на стабилизатор заедно със свързващо вещество дава възможност да се увеличи както ъгълът на триене φw, така и силата на сцепление Cw.
Поради факта, че много съвременни стабилизатори имат киселинна реакция поради съдържанието на сярна и сулфонова киселини в състава си, препоръчително е да се въведат органични свързващи вещества под формата на карбамидна смола с втвърдител. Това от своя страна осигурява значително повишаване на водоустойчивостта и здравината на третираната почва, както и увеличаване на броя на почвените сортове, които се обработват.
Вар, използван заедно с повърхностноактивни вещества, може да се счита за обещаваща комплексна добавка. Внасянето на малко количество вар или цимент (до 2%) в системата „почвен стабилизатор” подобрява всички придобити свойства на почвата с повече от 2 пъти. Например, силата на пробите от капилярно-водонаситен стабилизиран пясъчен глинест (LBS - 0,01%) се увеличава от 4,5 до 15,5-18,8 kg / cm2, в зависимост от свързващото вещество, а след 10 цикъла на замразяване-размразяване - до 14 . 7-22,0 кг/см2. За преовлажнени почви негасената вар е най-ефективна.
Използването на комплексни методи за укрепване на почви с високо съдържание на свързващи вещества показва тяхната висока ефективност (табл. 3). Например, якостта след 10 цикъла на замразяване-размразяване на проби, наситени с капилярна вода, може да достигне високи стойности в диапазона от 22,6-30 kg / cm2, в зависимост от състава на почвата и количеството свързващо вещество (4- 8%). Използването на сложни методи прави възможно укрепването на тежки глини и глини.
Проучванията, проведени от специалисти на СоюздорНИИ за изследване на ефекта на сложни свързващи вещества (M10 + 50 и цимент в количество от 6 до 10%) върху свойствата на песъчливите глинести почви, показаха следните резултати. Якостта на опън на образците при огъване се увеличава с 36,3-40,8%, стойностите на коефициента на твърдост намаляват с 27,5-36,5%. Въвеждането на повърхностноактивни вещества в сложна система подобрява физико-механичните характеристики на почвите в сравнение с пробите, укрепени само с цимент (фиг. 1).
В същото време устойчивостта на срязване на армираната почва се увеличава няколко пъти, което прави такава почва оптимална за изграждане на временни писти и магистрали, както при изграждането на основата, така и като покритие. Това е най-важно при извършване на ремонтни работи по пътя по метода „студено рециклиране“ при изграждане на горния слой на основата на настилката или долния слой на настилката. Резултатите от такава стабилизация на почвата са значително по-добри от битумните емулсии или циментите, които обикновено се използват за тази технология.

Таблица 3

Физически и механични свойства на почвите,
подсилени чрез прилагането на интегрирани методи

Забележка: * смесите се приготвят при естествена влажност на почвата под оптималната;
** смесите са приготвени при естествена влажност на почвата над оптималната (за преовлажнени почвени условия);
n.p. е числото на пластичността;
Щуровски цимент марка M400.

Стабилизирането на глинести почви с Дорзин показа много добри резултати. За широк спектър от глинести (от леки наноси до тежки тиня) и глини (леки тини) якостта на натиск съответства на 4,0-4,3 MPa, а при огъване - 0,9-1,4 MPa. Стабилизираните почви придобиват устойчивост на вода и замръзване (F5). Използването на стабилизация за такива почви с въвеждането на 2% цимент в системата само леко подобрява якостните характеристики, средно 4,3-4,6 MPa, но рязко повишава устойчивостта на вода и замръзване (F10). Това от своя страна дава възможност да се намали количеството цимент в циментовите почви, без да се променят якостните характеристики.

Оптималното количество цимент при внасянето му в стабилизираната от Дорзин глинеста почва е 6-8%. Това дава възможност да се получат якостни показатели за изследваните глинести почви, съответстващи на якостните степени M40-M60 и устойчивост на замръзване - F10-F25, определени в съответствие с. Комбинираното използване на повърхностноактивни вещества и неорганични свързващи вещества при извършване на пътно-строителни работи за укрепване на почвата на тротоарни основи позволява да се намали количеството на свързващото вещество с 30-40% в сравнение със съставите без добавки, без да се променят якостните им характеристики. различен ефектот въвеждането на стабилизатори в кохезионни почви се определя както от състава на почвите, стабилизаторите, свързващите вещества (при използване на сложни методи), така и от тяхното количество.
Използването на комплексни методи за трансформиране на кохезионни почви може значително да подобри техните физични, механични и водно-физични характеристики в сравнение с конвенционалната стабилизация.
По този начин, когато в глинеста почва се въвеждат стабилизатор и свързващо вещество, физикохимичните и колоидни процеси започват да протичат още в първите етапи със слаби механични въздействия (смесване на почвата). Йонообменът, адсорбцията, коагулацията на фино диспергираната част на почвата се допълват от химични процеси (пуцоланови реакции), в резултат на които се образуват калциеви хидросиликати и други съединения, които допълнително предизвикват промяна в свойствата на почвата. Следователно повърхностноактивните вещества, включени в състава на стабилизаторите, позволяват да се регулират процесите на образуване на структура в сложни системи.
Образуването на структура в такива системи зависи от следните параметри:

състав и свойства на кохезионните почви;
количество и концентрация на свързващо вещество;
състав и свойства на стабилизатора;
количеството и концентрацията на стабилизатора.

4. Технологии за стабилизиране и укрепване на почвите

Класификацията на стабилизаторите, разработена за пътно строителство, взема предвид натрупания вътрешен и чуждестранен опит в използването на химически добавки (стабилизатори) и свързващи вещества. Отбелязва се, че по отношение на вътрешната практика на пътното строителство трябва да се разграничат следните съществуващи технологии: стабилизация, интегрирана стабилизация и интегрирано укрепване на почвата.
Технологията за стабилизиране на почвата се препоръчва за използване за почви, положени в работния слой на основата, тъй като най-интензивните процеси на водно-термичния режим (WTR) и преноса на влага засягат основно Горна частземно легло на пътната конструкция. В същото време стабилизирането на почвите в работния слой не само се отразява благоприятно на WTR, но и прави възможно използването на местни глинести почви, които преди това не са били подходящи за тези цели (фиг. 2). Това става възможно чрез подобряване на техните водно-физични характеристики по отношение на водопропускливост (GOST 25584-90), надигане (GOST 28622-90), набъбване (GOST 24143-80) и накисване (GOST 5180-84) до необходимите стойности. Основната функция на тази технология е хидрофобизирането на почвите в работния слой или долните слоеве на основите на настилката.

Технологията на интегрираната стабилизация на почвата се различава от технологията за стабилизиране на почвата по това, че глинестите почви се обработват със стабилизатори и неорганични свързващи вещества в количество не повече от 2% от теглото на почвата. Използването на тази технология дава възможност за подобряване на водно-физичните и физико-механичните свойства на третираните почви чрез укрепване на връзките, които имат водно-колоиден характер. Увеличаването на якостните и деформационни характеристики на сложно стабилизираните глинести почви прави възможно използването им не само за работния слой, но и за крайпътни, както и почвени основи за настилки и покрития на местни (селски) пътища. Основната функция на тази технология е структурирането и хидрофобизирането на почвите в основите на настилки.
Технологията на интегрирано укрепване на почвата е технология, при която в почвата се внасят малко количество (до 0,1%) повърхностно активни вещества и свързващи вещества - повече от 2% (от теглото на почвата). Наличието на стабилизатори в армираната глинеста почва води до намаляване на необходимия разход на свързващо вещество и дава възможност за повишаване на мразоустойчивостта и устойчивостта на напукване на армираните почви (фиг. 3). Основната функция на тази технология е да повиши устойчивостта на замръзване и пукнатината на армираните почви в структурните слоеве на настилките.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Структурирането на глинестия компонент на кохезионните почви при взаимодействие със стабилизатори се дължи на блокирането на активни хидрофилни центрове на диспергирани минерали, което води до намаляване на специфичната повърхност, катионния капацитет и увеличаване на хидрофобността на почвата.
Въздействието на повърхностноактивните вещества върху кохезионните почви води до пълен обмен на катиони. За повърхностноактивни вещества е по-добре да се използват карбонатни почви, в които взаимодействието на отрицателно заредени органични стабилизатори аниони с катиони на минералната повърхност на почвата (Ca2+, Al3+, Si4+ и др.) може да бъде по-забележимо.
При стабилизиране на почвите количеството на внесения в почвата стабилизатор трябва да бъде оптимално, за да се получи желаният резултат.
Според въздействието им върху глинестите почви стабилизаторите могат да се разделят на "стабилизатори-водоотблъскващи" и "стабилизатори-укрепители".
Въвеждането на "стабилизатори-водоотблъскващи" в кохезионните почви подобрява техните водно-физични свойства. Целесъобразността и ефективността на тяхното използване се определят главно от намаляването на процесите на вдигане при замръзване на почвата.
Преобразуването на глинестите почви с помощта на "стабилизатори-укрепители" допринася за значително изменение на техните физични, механични и водно-физични параметри. Крайната якост при компресия може да достигне 4,3 MPa, при огъване - 1,4 MPa. Стабилизираните почви са устойчиви на вода и замръзване.
Въвеждането на минерални свързващи вещества в малки дози (до 2% за тежки глинести, 4% за пясъчни глини) в системата „почва-стабилизатор” подобрява нейните физически, механични и водно-физични характеристики в сравнение с конвенционалната стабилизация.
Основната разлика между двата вида стабилизатори е нестабилността на почвите, третирани със "стабилизатори-водоотблъскващи" във водната среда. Такова количество (2-4%) цимент или вар, въведени в системата, е достатъчно, за да се гарантира, че в резултат на взаимодействие с прашни и глинести фракции на почвата, те губят своите хидрофилни свойства, но не е достатъчно, за да запазят цялата маса от почвени частици в кохерентна система за чрез укрепване на коагулационните връзки.
В сложната система "почва-стабилизатор-свързващо вещество" всички компоненти участват в структурообразуването. Физичните, химичните и химичните процеси по време на смесването на свързващото вещество с вода са от голямо значение, тъй като процесът на създаване на кристална структура на неоплазмите протича успоредно с образуването на структурата на сложно трансформираната почва.
Различният ефект на стабилизаторите на ПАВ в сложна система се дължи на техния химичен състав и различна селективна адсорбция по отношение на клинкерните минерали на свързващото вещество и почвените минерали.
Комплексните методи за укрепване на почвите позволяват да се осигури тяхната якост при натиск до 7,0 MPa, при огъване - до 2,0 MPa, което съответства на степента на якост M60, степента на устойчивост на замръзване - до F25.
В сложна система екраниращата роля на стабилизаторите за скоростта на кристализация на минералните свързващи вещества допринася за образуването на органо-глинен композит, който придава еластични свойства на трансформираните почви.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Воронкевич С.Д. Основи на техническата рекултивация на почвите // S.D. Воронкевич. - М.: Научен свят, 2005. - 504 с.
2. Кулчицки Л.И., Усяров О.Г. Физико-химични основи за формиране на свойствата на глинестите скали / L.I. Кулчицки, О.Г. Усяров. – М.: Недра, 1981. – 178 с.
3. Круглицки Н.Н. Физико-химични основи за регулиране на свойствата на дисперсиите на глинести почви / Н.Н. Круглицки. – Киев: Наукова думка, 1968. – 320 с.
4. Шаркина Е.В. Структура и свойства на органоминералните съединения / E.V. Шаркин. – Киев: Наукова думка, 1976. – 91 с.
5. Чоборовская И.С. Зависимост на ефективността на укрепване на почвата със сулфитно-алкохолна барда от свойствата им (без укрепващи средства) при изграждане на пътни настилки и основи. // Материали на VI Всесъюзна конференция за фиксиране и уплътняване на почви. - М.: Издателство на Московския държавен университет, 1968. - С. 153-158.
6. Егоров Ю.К. Типизиране на глинестите почви на Централно Предкавказие според възможностите за набъбване-свиване под въздействието на природни и техногенни фактори: д.м.н. дис. ... канд. геол.-мин. Науки. - М., 1996. - 25 с.
7. Ветошкин А.Г., Кутепов А.М. // Вестник по приложна химия. - 1974. - Т.36. - № 1. - С.171-173.
8. Круглицки Н.Н. Структурни и реологични особености на образуването на минерални дисперсни системи / Н.Н. Круглицки // Напредък в колоидна химия. - Ташкент: Фен, 1987. - С. 214-232.
9. Grohn H., Augustat S. Die mechano-chemishe depolymerization von kartoffelstarke durch schwingmahlung // J. Polymer Sci. - 1958. Т.29. – С.647-661.
10. Добров Е.М. Образуване и еволюция на техногенни почвени масиви на подложката на магистрали в епохата на техногенеза / Е.М. Добров, С.Н. Емелянов, В.Д. Казарновски, В.В. Кочетов // Известия на Междунар. научен конференция „Еволюция на инж.-геол. условията на земята в ерата на техногенеза. - М.: Издателство на Московския държавен университет, 1987. - С. 124-125.
11. Кочеткова Р.Г. Характеристики на подобряване на свойствата на глинестите почви със стабилизатори / R.G. Кочеткова // Наука и технологии в пътната индустрия. - 2006. бр.3.
12. Rebinder P.A. ПАВ / П.А. Rebinder. - М.: Знание, 1961. - 45 с.
13. Федулов А.А. Използването на повърхностноактивни вещества (стабилизатори) за подобряване на свойствата на кохезионните почви в пътното строителство. - Дисс. ... канд. технология Науки / Федулов Андрей Александрович, MADGTU (MADI). - М., 2005. - 165 с.
14. K. Newman, J.S. Тингъл емулсионни полимери за стабилизиране на почвата. Предварително изпратено за световната конференция за трансфер на технологии на FAA през 2004 г. Атлантик Сити. САЩ. 2004 г.
15. Автомобилни пътищаи мостове. Изграждане на конструктивни слоеве на настилката от почви, армирани със свързващи вещества: Информация за проучването / Изготвена. Фурсов С.Г. - М.: ФГУП "Информавтодор", 2007. - бр. 3.-
16. Дмитриева Т.В. КМА стабилизирани глинести почви за пътно строителство: д.м.н. дис. ... канд. технология Науки. (23.05.05) / Татяна Владимировна Дмитриева, Белгородски държавен технически университет на името на V.G. Шухов. - Белгород, 2011. - 24 с.
17. SP 34.13330. 2012 г. Актуализирано издание на SNiP 2.05.02-85*. Магистрали / Министерство на регионалното развитие на Руската федерация. - Москва, 2012. - 107 с. Василиев Ю.М. Структурни връзки в циментови почви // Сборник на VI Всесъюзна конференция по консолидация и уплътняване на почвите. - М.: Издателство на Московския държавен университет, 1968. - С. 63-67.
18. Лукянова O.I., Rebinder P.A. Ново в използването на неорганични свързващи вещества за фиксиране на диспергирани материали. // Материали за VI Всесъюзна конференция за фиксиране и уплътняване на почви. - М.: Издателство на Московския държавен университет, 1968. - С. 20-24.
19. Гончарова Л.В., Баранова В.И. Изследване на процесите на структурообразуване в циментови почви на различни етапи на втвърдяване с цел оценка на тяхната дълготрайност / Л.В. Гончарова // Материали от VII Всесъюзна конференция по консолидация и уплътняване на почвите. - Ленинград: Енергия, 1971. - С. 16-21.
20. Овчаренко Ф.Д. Хидрофилност на глините и глинестите минерали / Ф.Д. Овчаренко. – Киев: Издателство на Академията на науките на Украинската ССР, 1961. – 291 с.
21. Насокиза укрепване на крайпътните настилки с използване на почвени стабилизатори. – Въведено на 23.05.03. - М., 2003 г.
22. Абрамова Т.Т., Босов А.И., Валиева К.Е. Използването на стабилизатори за подобряване на свойствата на кохезионните почви / T.T. Абрамова, A.I. Босов, К.Е. Валиева // Геотехника. - 2012. - No 3. - С. 4-28.
23. GOST 23558-94. Трошен камък-чакъл-пясъчни смеси и почви, обработени с неорганични свързващи вещества за пътно и летищно строителство. Технически условия. - М.: ФГУП "Стандартинформ", 2005. - 8 с.
24. ODM 218.1.004-2011. Класификация на почвените стабилизатори в пътното строителство / РОСАВТОДОР. - М., 2011. - 7 с.

Стабилизирането на почвата е процесът на създаване на основата на пътното платно, който включва цялостно смилане на почвата, смесването й с органични и неорганични свързващи вещества и последващо уплътняване. Това е модерен, сравнително нов метод за подготовка на пътната основа. Такова укрепване на почвата има своите предимства пред класическото (пясъчно-чакълна възглавница). Стабилизираната почва е по-устойчива на замръзване и вода, както и по-издръжлива и устойчива.

Обслужване	Вид оборудване	Характеристики		Цена за 1м2 (с ДДС), руб.
Обслужване	Вид оборудване	дълбочина/обем	ширина, мм	до 3 хиляди м2	до 5 хиляди м2	5-10 хиляди м2	10-20 хил. м2	20-30 хил. м2
Рециклиране	Рецикльор Wirtgen WR 2000	до 500 мм	2000	120	110	100	90	80
Рециклиране	Регенераторен смесител Caterpillar RM300	до 500 мм	2400	120	110	100	90	80
Рециклиране	Стабилизиращ нож SBF 24 L	до 400 мм	2400	80	70	60	50	50
	Разпръсквач за суха смес SW 10 TA	10 m3	2450	10	10	10	10	10
Разпространение на свързващи вещества	Разпределител на суха смес SBS 3000	3 m3	2400	5	5	5	5	5
Разпространение на свързващи вещества	Разпределител на суха смес SBS 6000	6 m3	2400	5	5	5	5	5

Благодарение на възможностите съвременно оборудванесвързващото вещество се дозира много прецизно и се инжектира на дълбочина от 50 см с едно преминаване. Най-достъпните материали днес са вар и цимент. Оптималното количество на тези вещества се определя чрез лабораторни методи, обикновено е 3 - 10% от всеки материал от теглото на земята, която трябва да бъде укрепена. Първият етап на стабилизиране е въвеждането на вар в почвата и смесването с нея, вторият - цимент.

Стабилизирането на почвата, последвано от използването на съществуващи тротоарни материали, е студено рециклиране. С него можете да възстановите цялата дълбочина както на селските пътища, така и на градските улици. С други думи, с едно преминаване, пулверизирането на съществуващата настилка и смесването й с основния основен материал и възстановителните свързващи вещества. Всичко това стана възможно благодарение на появата на пазара на нови високопроизводителни машини.

Технологията за стабилизиране днес се използва широко, например на малки териториални пътища, където се предполага, че се монтират леки или преходни настилки (например при изграждането на вилни селища). В такива случаи изграждането на здрава, издръжлива основа с минимум вносни материали е най-доброто решение. Освен това високопроизводителното оборудване може да произведе десетки километри пътища през строителния сезон. Също така, уплътняването (рециклирането) се използва успешно при изграждането на логистични комплекси, промишлени сгради. Тук тази технология се използва за полагане на основи за бетонни подове и покриване на производствени обекти.

Работите по стабилизиране не могат да се извършват ефективно без използването на специално оборудване. За дозирано внасяне на свързващо вещество (сухо или под формата на емулсия) е необходим бункер-разпределител, за пълното му смесване в почвата - шарнирни фрези.

За да могат нашите специалисти да изчислят цената на услугата за рециклиране и да могат да изберат подходящата необходимото оборудванеза вас е необходимо да имате следната информация: какъв обект и къде се намира, неговата площ в кв. m, времето на работа, както и какви почви преобладават в района, каква дълбочина на разпределение е необходима и какви свързващи вещества са желателни.