Additifs d'étanchéité pour le sol dans la construction de routes. Renforcement et stabilisation des sols

La technologie de stabilisation des sols transforme pratiquement n'importe quel sol en une fondation solide.

National Resources propose des services de stabilisation des sols (GOST 23558-94) à l'aide de liants inorganiques.La stabilisation des sols est un moyen efficace de créer des bases pour divers revêtements.

La société « Ressources Nationales » œuvre dans le domaine de la construction et de l'équipement de la base routière depuis plus de 10 ans.

Elle est engagée dans une gamme complète de travaux sur la construction de fondations de chaussées et de routes, ainsi que sur des sites industriels et de stockage, la méthode de renforcement et de stabilisation du sol à l'aide de divers matériaux.

La garantie d'un projet bien conçu et exécuté est l'expérience à long terme de l'entreprise - l'un de nos principaux avantages.

Une équipe de professionnels est prête à travailler dans les conditions météorologiques les plus difficiles avec presque tous les types de sols. Grâce à une vaste expérience pratique et à la base de connaissances accumulée sur l'analyse des sols, à l'aide d'équipements modernes, la société "NR" propose la sélection composition optimale mélange stabilisant, qui est une garantie et une garantie de la qualité de la base de la route jusqu'à 15 ans.

Derrière la qualité des projets, des travaux et des matériaux se cache une coopération scientifique étroite avec des instituts spécialisés en Russie et dans les pays de la CEI, ce qui nous donne encore plus confiance tant dans les technologies utilisées que dans leurs hautes performances. Chaque échantillon de sol et de chaussée est soumis à des essais en laboratoire dans des conditions spécialement simulées, ce qui permet d'éviter les erreurs lors de la construction de routes.

Retour sur les commandes réalisées et coopération professionnelle et scientifique, synthèse projets mis en œuvre et notre garantie vous donnent confiance dans la construction ou la réparation de routes par National Resources.

La société "NR" dispose d'équipements efficaces et productifs pour effectuer une gamme complète de services de stabilisation et de recyclage des routes.

La flotte de l'entreprise utilise les recycleurs Wirtgen WR250 les plus grands et les plus productifs. La capacité d'un recycleur est de 8000 m2 par équipe. La profondeur de compactage atteint 560 mm.

Flotte de 10 recycleurs Wirtgen WR250. vous permet d'effectuer les travaux les plus complexes dans les plus brefs délais.

De plus, en présence de l'entreprise sont utilisés : des épandeurs de ciment, des rouleaux, des niveleuses et des stabilisateurs montés (pour une utilisation sur de petites surfaces).

À propos de la technologie

stabilisation du sol est un processus de broyage minutieux et de mélange du sol avec les liants inorganiques appropriés (ciment ou chaux), ils sont ajoutés dans une proportion de 5 à 10 % en poids, suivi d'un compactage.

Lors de l'utilisation de cette technologie avec des liants inorganiques, il n'y a pas besoin d'une quantité importante de transport, car absolument n'importe quel sol local peut être renforcé, qu'il s'agisse de loam, de loam sableux ou de sol sableux, qui se trouve à proximité, et seuls les matériaux liants restent à livrer. au chantier.

La technologie présentée est une construction durable et résistante à l'usure des routes et des sites avec des caractéristiques de haute qualité pour toutes les charges extrêmes et conditions climatiques Russie.

Construction de routes par stabilisation des sols

La technologie de stabilisation des sols est utilisée dans la construction suivante :

• réparation et reconstruction des routes existantes;
• lors de la construction des autoroutes de catégories IV-V ;
• routes temporaires, technologiques, auxiliaires et en terre;
• trottoirs, parc, pistes piétonnes et pistes cyclables;
• parkings, parkings, entrepôts et centres commerciaux et terminaux lors de la création de bases solides pour la construction d'objets de différentes catégories;
• décharges pour déchets solides et substances dangereuses;
• sols pour sols industriels et pose de dalles de pavage;
• fondations pour voies ferrées.

Vidéo de stabilisation du sol

Avantages : COÛT / TEMPS DE TRAVAIL / RÉSISTANCE DE LA FONDATION / GARANTIE

Cette méthode présente un certain nombre d'avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de construction de fondations routières.

COÛT Réduction de 50% du coût des travaux de construction.

RAPIDITÉ DES TRAVAUX de 3 000 m2 à 8 000 m2 par quart de travail.

RÉSISTANCE DE LA BASE la résistance ultime à la compression lors de la stabilisation du sol à l'aide de liants inorganiques atteint 500 MPa.

GARANTIE La période de garantie de la base de la route avec la technologie de stabilisation des sols atteint 15 ans.

Les avantages présentés sont devenus possibles grâce aux facteurs suivants :

• rejet total de l'utilisation de matériaux non métalliques (pierre concassée, sable),
• absence terrassements sur l'excavation du sol pour la structure de la route, et, par conséquent, le manque d'élimination de ce sol,
• mécanisation complète du processus,
• technologie moderne qui vous permet d'accélérer la vitesse de travail.

Stabilisation du sol
La base résultante peut être utilisée à la fois indépendamment, sans appliquer de couche d'asphalte, et avec elle.

Il est également important que la méthode n'ait pas d'effet nocif sur l'environnement, et implique également une autonomie et une liberté totales dans le choix du matériau. Des équipements modernes permettent de réaliser efficacement la stabilisation du sol directement sur site jusqu'à une profondeur de 50 cm en une seule passe de travail avec une grande précision dans le dosage des liants.

Savoir-faire des Ressources Nationales

L'utilisation de la technologie de désintégration de Hint a permis d'obtenir une base stabilisée en utilisant du ciment à raison de 2%.

Cette technologie permet d'augmenter les caractéristiques de résistance de la base stabilisée.

La stabilisation du sol est la possibilité de construire une route à partir du sol, sans l'imposition d'une base en béton bitumineux coûteuse.

Il existe un système flexible de remises! Approche individuelle dans la formation d'une politique de prix pour chaque client !

Stabilisation du sol

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À propos des engins de construction routière

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Stabilisation du sol

Les sols utilisés dans la construction de routes ont certains indicateurs de résistance limitante, c'est-à-dire qu'ils sont capables de supporter une certaine charge des véhicules en mouvement.

À dernières annéesétait développé nouvelle méthode augmenter la résistance des sols en ajoutant des additifs de liants - ciment, chaux, bitume, goudron. Cette méthode est appelée stabilisation du sol avec des liants. Les sols renforcés par cette méthode sont utilisés pour la construction de fondations routières sous revêtements de capital en béton bitumineux et pour la construction de chaussées légères à la place du béton bitumineux. Le coût de la construction de bases et de chaussées à partir d'un sol stabilisé est 3,5 à 5 fois moins cher que la construction de bases en pierre concassée ou de chaussées en béton bitumineux. Une couche de base de sol stabilisé de 30 cm d'épaisseur est égale en résistance à une couche de pierre concassée de 18 à 20 cm d'épaisseur ; une chaussée légère en sol stabilisé de 15 à 20 cm d'épaisseur est égale à la résistance d'une chaussée en béton bitumineux de 6 à 10 cm d'épaisseur.

Auparavant, les revêtements routiers étaient construits sous la forme d'une chaussée pavée (route pavée) ou en posant une couche de gravier de 6 à 15 cm d'épaisseur, roulée par des roues de chariot ou des rouleaux compresseurs (gravier ou route "blanche"). Avec le développement du trafic automobile, la puissance de ces autoroutes s'est avérée insuffisante.

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La principale raison de la destruction rapide des autoroutes blanches par les roues des voitures est la faible connexion des graviers individuels les uns avec les autres.

De plus, en lien avec vitesses élevées trafic routier, de nouvelles exigences sont imposées aux routes - régularité de la surface, absence de poussière et bonne adhérence avec les pneus.

L'augmentation de la cohésion de la pierre concassée dans le revêtement est obtenue en introduisant des liants organiques dans l'épaisseur du revêtement - bitume ou goudron, ce qui augmente la résistance et la durabilité de la route. La présence de matériaux liants dans le revêtement vous permet de rouler uniformément sa surface avec des rouleaux, de lier la poussière et ainsi d'éliminer la poussière de la route et d'améliorer l'adhérence des pneus. Le liant organique enrobe les particules minérales d'un film fin et les lie entre elles.

Une autoroute blanche traitée avec du bitume ou du goudron devient noire et donc de tels revêtements sont appelés "noirs".

La stabilisation des sols peut être effectuée à la fois sur des sols locaux et importés. Pour la stabilisation, le loam sableux et le loam sont les plus appropriés. Lors de la stabilisation des sols, la couche végétale supérieure (gazon) avec les racines des graminées et des arbustes doit être enlevée, car des vides se forment lorsque les particules de végétation pourrissent.

La stabilisation des sols comprend les opérations principales suivantes : - préparation d'une bande de sol ; – ameublissement et broyage du sol; - distribution de matériel liant; - mélange de terre concassée avec un matériau liant ; - arrosage et malaxage final avec de l'eau de terre concassée, mélangée à un liant pulvérulent stabilisé au ciment ou à la chaux ; – compactage en bande, sol stabilisé.

La préparation de la bande consiste à enlever la couche de gazon et les racines des souches et des arbustes et à aménager la bande avec remblayage des dépressions locales et découpe des buttes et bosses.

En même temps, le sol de fondation est profilé et des fossés latéraux sont creusés. Les travaux de préparation des bandes sont effectués par des bulldozers et, si nécessaire, des rooters, ainsi que des niveleuses ou des niveleuses.

Si les sols locaux sont stabilisés, la bande de fondation correspondante est soumise à un relâchement et à un meulage. Si la stabilisation n'est pas effectuée sur le sol local, alors le sol nécessaire est amené de la carrière proche du traoss par des grattoirs, des semi-remorques ou des camions à benne basculante, le sol apporté est distribué et planifié sur le sol de fondation, puis il est ameubli et broyé.

Il est conseillé d'ameublir le loam sableux dense et lourd et le loam avec des charrues et des herses traînées.

Les sols légers sont ameublis par des tracteurs traînés qui écrasent ensuite le sol ameubli. Le desserrage et le meulage sont effectués par plusieurs passages de machines le long de la bande traitée.

Plus le sol est broyé intensément, plus il se mélange mieux et uniformément avec le liant et plus la couche stabilisée est solide. Dans un sol normalement broyé, le nombre de particules de 3 à 5 mm ne doit pas dépasser 3 à 5% en poids, ce qui est vérifié par des échantillons spéciaux.

stabilisation du ciment

Le ciment ou la chaux est amené sur le chantier dans des camions de ciment ou des camions à benne basculante et étalé manuellement avec des pelles uniformément sur la bande traitée immédiatement avant le mélange à sec. Les machines spéciales pour la distribution du ciment et de la chaux ne sont pas encore fabriquées.

Le sol est mélangé à sec avec un liant, puis arrosé avec de l'eau d'un distributeur d'asphalte, après quoi il est finalement mélangé avec plusieurs passages d'un couteau traîné et compacté avec un laminage.

Stabilisation au bitume ou au goudron

Le bitume ou le goudron est apporté et coulé avec un répartiteur d'asphalte juste avant le malaxage afin que le liant ne refroidisse pas.

Le sol avec le liant est mélangé avec plusieurs passages de la fraise traînée et compacté avec un laminage.

La couche stabilisée est compactée avec un rouleau pneumatique D-219 sur une remorque à une voiture ou un tracteur à roues. Le remorquage du rouleau par un tracteur à chenilles est inacceptable en raison de l'endommagement de la surface de la bande par les éperons à chenilles.

La technologie de renforcement/stabilisation des sols à l'aide de liants inorganiques est utilisée dans la construction depuis plus de 60 ans, tant dans notre pays que dans de nombreux pays étrangers.

Lors de l'utilisation de cette technologie, en fonction du résultat final, la stabilisation du sol et le renforcement du sol sont séparés.

Lors de la stabilisation des sols, il est possible d'améliorer les conditions de compactage des sols locaux, y compris ceux gorgés d'eau et soulevés. Cette méthode vous permet de disposer des couches de protection contre le gel, ainsi que d'augmenter la capacité portante des sols de fondation.

Lors du renforcement des sols, il y a une augmentation significative des caractéristiques physiques et mécaniques des sols locaux. La méthode est utilisée pour l'installation des couches de protection contre le gel et des couches de support des bases.

Documents réglementaires : GOST 30491-97. Mélanges organo-minéraux et sols renforcés avec des liants organiques pour la construction de routes et d'aérodromes. Caractéristiques". GOST 23558-94. « Mélanges de pierre concassée-gravier-sable et sols traités avec des liants inorganiques pour la construction de routes et d'aérodromes. Caractéristiques".

Champ d'application

En l'absence de matériaux en pierre solides dans la zone de construction, ainsi que de sols sableux adaptés à la construction de fondations, comme le montre l'expérience domestique, il est possible d'utiliser efficacement les sols locaux disponibles, améliorés ou renforcés avec divers liants.

La technologie de stabilisation/renforcement des sols par la méthode de mélange in situ peut être utilisée dans la construction des couches de base structurelles : couches supérieures et inférieures.

La description

L'utilisation de liants dans la stabilisation/renforcement des sols locaux peut augmenter la densité, augmenter la résistance à l'eau et la résistance au gel.

Des équipements modernes permettent d'améliorer/renforcer efficacement les sols locaux directement sur site sur une grande profondeur (jusqu'à 40 cm) en un seul passage de travail avec une grande précision dans le dosage des liants.

L'équipement de malaxage monopasse existant permet d'obtenir un mélange homogène même en travaillant avec des sols très humides.

Liants et additifs

Les principaux liants minéraux disponibles sont le ciment et la chaux. Habituellement, le dosage est de 3 à 10% (? 6%) de la masse du sol à renforcer.

Lors de l'utilisation de chaux ou de ciment pour stabiliser ou renforcer les sols, il est presque toujours possible de fournir le coefficient de compactage du sol requis en fonction des sélections en laboratoire du dosage des liants.

Les limons sableux limoneux et les sols sablo-argileux de composition optimale conviennent le mieux au renforcement avec du ciment.

Technologie de production de travail

Pendant les travaux, les opérations technologiques suivantes sont effectuées:

• Disposition de la surface de base
• Dosage des liants organiques et distribution
• Mélanger à l'aide d'une fraiseuse à une profondeur prédéterminée, si nécessaire, le dosage des liants organiques (émulsion de bitume) et des additifs chimiques directement dans le malaxeur.
• Disposition et compactage de la base aux indicateurs spécifiés.

Un ensemble spécial de mécanismes peut avoir une capacité de 5 000 à 15 000 m3 par quart de travail, en fonction de la profondeur de renforcement et de la possibilité de livrer la quantité requise de matériaux liants sur le site.

Caractéristiques de la disposition verticale des sites avec l'utilisation de la technologie de stabilisation / renforcement des sols

Lors de la conception de la planification verticale des territoires, le principe général de planification des travaux de terrassement est généralement utilisé, en tenant compte de ce que l'on appelle " solde nul masses de terre. Ce principe permet de réduire les coûts associés au déplacement des masses de terre sur le territoire, et élimine également le transport des matériaux manquants et excédentaires et l'enlèvement des sols.

La méthode traditionnelle d'excavation présente les inconvénients suivants :

• Il est nécessaire d'enlever les sols inadaptés (gorgés d'eau, soulevés)
• Lors de la construction de zones ouvertes (routes intérieures, parkings), il y a un problème de conception des structures de chaussée pour assurer les exigences de résistance au gel ; dans la région centrale de la Fédération de Russie, pour répondre à cette exigence, l'épaisseur totale des structures nécessite l'installation d'ouvrages d'une épaisseur totale d'environ 1,0 m coïncide avec le niveau de « bilan zéro des terrassements », ce qui signifie que la mise en place des fondations nécessite la livraison d'une quantité importante de matériaux importés (sable, pierre concassée, etc.). En conséquence, des frais supplémentaires.
• construction de route. Le traitement à la chaux vive du sol destiné à la construction de la chaussée permet d'obtenir une base solide avec de bonnes caractéristiques portantes. La chaux modifie les sols argileux à grains fins et humides et stabilise également les sols chimiquement actifs en raison de la réaction pouzzolanique.

Lors de l'utilisation de la technologie de stabilisation / renforcement du sol, il est possible d'appliquer une solution plus optimale dans la construction d'objets à des fins diverses.

L'utilisation de la technologie de stabilisation/renforcement des sols permet d'obtenir jusqu'à 20% d'économies par rapport à la méthode traditionnelle.

Pour l'installation de sols industriels en béton, il est recommandé de stabiliser la base pour deux raisons.

Tout d'abord, une base solide de haute qualité.

De l'art. scientifique employé T.T. Abramová
(Université d'État de Moscou du nom de M.V. Lomonosov),
I.A. Bossov
(FSUE "ROSDORNII"),
K.E. Valieva
(Université d'État de Moscou du nom de M.V. Lomonosov)
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Introduction

À l'heure actuelle, il y a une croissance rapide du volume de construction de divers objets d'infrastructure de transport. Sur la majeure partie du territoire russe, il n'y a pas de matériaux de construction routière traditionnels, ce qui prédétermine leur pénurie et entraîne une augmentation du coût total du projet de construction. A cet égard, il est conseillé d'utiliser des sols locaux pour la construction de chaussées. Afin de pouvoir utiliser, par exemple, les sols argileux les plus courants de la Fédération de Russie, qui sont connus pour avoir une cohésion et une résistance élevées à l'état sec et négligeables à l'état saturé d'eau et qui soulèvent, il est nécessaire de s'assurer leur durabilité et leur stabilité, quels que soient les changements d'humidité, les conditions météorologiques et les charges variables pendant la circulation. Cela ne peut être réalisé que s'il y a un changement qualitatif fondamental propriétés naturelles de tels sols.
Le développement de compositions à base de sol avec des liants inorganiques (ciment, chaux, cendres volantes, etc.) et organiques (bitume, émulsions de bitume, goudron, résines polymères, etc.) a été réalisé par de nombreux écoles scientifiques depuis les années 20 du siècle dernier. Une analyse des résultats de leurs travaux a montré que les compositions à base de ciment se caractérisent par une rigidité élevée et, par conséquent, la formation de fissures. De plus, les sols en ciment ont une abrasion accrue, ce qui ne permet pas de les utiliser pour le pavage sans couche d'usure protectrice. Le chaulage des sols ne leur confère pas de résistance au gel. Les liants organiques contribuent au développement de l'orniérage, ainsi qu'aux déformations plastiques de la couche de base.
Des années de recherche en divers pays Le monde a montré qu'une augmentation de la résistance à l'eau des sols argileux peut être obtenue en utilisant des substances tensioactives (tensioactifs), qui permettent de stabiliser ces sols avec une faible consommation de tensioactifs. L'introduction de réactifs actifs peut réduire le besoin de liants, améliorer considérablement les caractéristiques physiques et mécaniques des sols argileux et les rendre utilisables dans les travaux de construction.
Les équipements routiers modernes (fraiseuses de sol, recycleurs, centrales mobiles de malaxage du sol) permettent de stabiliser et de renforcer efficacement les sols directement sur site sur une grande profondeur (jusqu'à 50 cm) en un seul passage de travail avec une grande précision dans le dosage des matériaux introduite dans le sol. L'équipement de mélange de sol haute performance, produit par des sociétés bien connues telles que Bomag, Caterpillar, FAE, Wirtgen et autres, permet d'obtenir un mélange homogène même lorsque vous travaillez avec des sols gorgés d'eau. À cet égard, ces dernières années, l'intérêt des spécialistes de la route pour les stabilisateurs de sol s'est sensiblement accru tant dans notre pays qu'à l'étranger.
Les stabilisants sont une très large classe de substances de composition et d'origine différentes, qui, à petites doses, ont un effet positif sur la formation des propriétés des matériaux de construction routière, à la fois en raison de l'activation de processus physiques et chimiques et en raison de l'optimisation procédés technologiques. Ces substances peuvent être utilisées à presque toutes les étapes technologiques de la construction de routes et d'aérodromes, de la construction de fondations à la construction de surfaces dures, de structures d'ingénierie artificielles et d'amélioration des routes.
Les stabilisants peuvent être d'origine différente, de propriétés différentes, mais ils ont tous en commun qu'ils augmentent la densité, la résistance à l'humidité et la résistance au gel des sols, réduisant ainsi leur soulèvement.
Chaque stabilisateur spécifique a son propre nom, reflétant les spécificités du pays d'origine et les caractéristiques de l'application. Parmi les plus connus figurent les stabilisateurs de sols argileux suivants : EH-1 (USA), SPP (Afrique du Sud), Roadbond (USA), RRP-235 Special (Allemagne), Perma-Zume (USA), Terrastone (Allemagne), Dorzin "(Ukraine) et LBS (USA), Dortekh (RF), ECOroads (USA), М10+50 (USA).

1. Base théorique hydrophobisation des sols cohésifs

Une caractéristique distinctive des stabilisants est le changement de la nature hydrophile du sol argileux en hydrophobe. Par conséquent, pour assurer la stabilisation des sols cohésifs, il est nécessaire de connaître les bases des procédés d'hydrophobisation.
L'hydrophobisation est une modification de la nature de la surface des particules minérales en exposant le sol à de faibles doses de tensioactifs. Son essence physique réside dans le fait que la mouillabilité ou la non-mouillabilité du sol dépend de la structure cristalline de ses minéraux, de la nature de leurs liaisons interpaquets et intermoléculaires. La raison principale du mouillage est la présence de centres énergétiquement actifs non compensés à la surface des minéraux. Les molécules de surfactant contiennent un groupe polaire (hydrophile) et un radical hydrocarbure (hydrophobe). L'élimination complète ou partielle du mouillage des minéraux du sol avec de l'eau peut être obtenue en équilibrant les centres énergétiquement actifs de la surface des minéraux du sol avec des tensioactifs qui ont cette capacité, et en même temps, en raison de leur nature moléculaire, ne sont pas mouillés par l'eau . Les gros cations organiques ont un volume et un poids moléculaire importants, ce qui fait qu'ils sont vigoureusement et fortement sorbés par le sol, déplaçant les cations inorganiques de leurs positions d'échange.
La deuxième façon d'équilibrer les liaisons non compensées à la surface des systèmes minéraux est basée sur l'adsorption des molécules organiques dipolaires par les ions de surface sur les plans basaux. réseau cristallin des minéraux argileux.
La troisième voie est la sorption des anions polaires chargés négativement du réactif par les cations de la surface minérale (Ca2+, Al3+, Si4+, etc.). Cette manière d'équilibrer les liaisons non compensées des systèmes pédologiques ne peut avoir qu'une importance particulière, principalement pour les sols carbonatés.
Donner des propriétés hydrophobes bien définies au sol pose certaines difficultés, qui sont dues à sa complexité en tant que système polyminéral dispersé colloïdal, contenant une certaine quantité d'eau adsorbée. Il est plus facile d'obtenir une hydrophobisation partielle du sol, ce qui entraîne dans de nombreux cas des modifications de la structure et des propriétés des sols traités. Déjà dans les premiers stades de la recherche (dans les années 50 du siècle dernier) sur l'hydrophobisation des sols dispersés à des fins d'ingénierie, il a été constaté que leur traitement avec des tensioactifs cationiques entraînait une augmentation des valeurs de l'angle de mouillage jusqu'à 90° ou plus (pour la bentonite - de 15° à environ 103° ). Une modification aussi importante des propriétés de la surface des phases solides du sol s'accompagne du phénomène de floculation et d'agrégation des systèmes pédologiques. Ce mécanisme peut être décrit comme le résultat de l'interaction du cation tensioactif colloïdal avec l'anion colloïdal du système du sol. Dans ce cas, la partie hydrophile du cation est adsorbée par les particules du sol et les chaînes d'hydrocarbures, se connectant les unes aux autres, forment des agrégats de particules, ce qui conduit à un grossissement du système dans son ensemble en termes de distribution granulométrique. Les variables qui affectent la capacité de floculation des tensioactifs sont souvent : a) le dosage du réactif ; b) le pH du sol et c) la concentration et le type de sels inorganiques dans le sol.
En raison de la diminution de la capacité du sol hydrophobisé à adsorber l'eau et des transformations structurelles associées, des changements se produisent. propriétés physiques sols, à savoir : a) une diminution de la capacité du sol à déplacer l'eau sous l'action des forces capillaires et gravitationnelles ; b) une diminution de la tendance du sol aux changements volumétriques (gonflement et retrait) lors de l'humidification et du séchage; c) augmenter la résistance du système de sol dans un état saturé d'eau et le maintenir pendant une longue période.
On sait que la raison de l'amélioration des propriétés rhéologiques des sols argileux dispersés due à l'ajout de petites quantités de tensioactifs est un changement de la nature des coquilles hydratées des particules d'argile et l'adsorption des tensioactifs à la surface des minéraux argileux. Toute interaction entre molécules ou ions entraîne une modification de leurs distances interatomiques. EST. Choborovskaya, étudiant l'adsorption de SSB (tensioactif de haut poids moléculaire) sur divers monominéraux, estime qu'elle est sélective. Les changements dans les propriétés des sols argileux de diverses compositions et états lors de l'interaction avec des solutions de tensioactifs sont présentés dans les travaux de Yu.K. Egorova. L'influence de trois types de tensioactifs a été étudiée : non ionique (OS-20, slovatone), cationique (synthegal, transferrine) et anionique (votamol, sulfanol) à une concentration de 0,1 à 10 g/l. L'auteur a constaté que les argiles de composition kaolinite adsorbent moins les tensioactifs que les argiles de composition montmorillonite. Les tensioactifs cationiques (SAS) sont mieux adsorbés que les tensioactifs non ioniques (NSA). L'interaction des tensioactifs avec les argiles conduit à la coagulation des particules d'argile, ce qui augmente la perméabilité des argiles aux solutions. Les tensioactifs ne sont pratiquement pas sorbés, car la charge de leurs groupes actifs coïncide avec la charge des particules d'argile. L'étude de l'adsorption des tensioactifs et tensioactifs a montré que grande importance possède sa concentration critique de micellisation (CMC). Lorsque l'adsorption du tensioactif est inférieure à cette valeur, la couche d'adsorption correspond approximativement à une structure monomoléculaire avec une orientation horizontale de l'axe principal de la molécule par rapport à l'interface. Une structure plus complexe de la couche d'adsorption apparaît lorsque la concentration en tensioactif est supérieure à la CMC, c'est-à-dire lorsque les molécules sont associées. Dans ce cas, l'isotherme augmente fortement, ce qui se produit probablement à la suite de la formation d'une couche d'adsorption polymoléculaire.
Ainsi, on peut noter que l'adsorption de différents tensioactifs à la surface d'un même minéral se déroule différemment. Selon l'activité de sorption, ils peuvent être rangés dans la série suivante : tensioactifs → tensioactifs non ioniques → tensioactifs. Par conséquent, les caractéristiques de résistance des divers sols argileux stabilisés différeront fortement les unes des autres.

2. Stabilisation des sols cohésifs

D'importantes études scientifiques sur l'hydrofugation, menées au XXe siècle tant en URSS qu'à l'étranger, ont montré que la question de la durée du processus d'hydrofugation avec une humidification et une saturation en eau constantes des sols tout au long de leur durée de vie dans les structures de chaussée reste assez importante. .
Les stabilisateurs modernes sont utilisés avec succès depuis de nombreuses années aux États-Unis, en Allemagne, en Afrique du Sud, au Canada et dans de nombreux autres pays, et récemment en Russie pour la construction de chaussées et de fondations d'autoroutes, d'aérodromes, de parkings, etc. Parmi les stabilisateurs étrangers et la production nationale, on distingue les éléments suivants, connus sous les noms commerciaux: Roadbond, Status, Dortekh, ANT, ECOroads, Mag-GF, RRP-235-Special, Perma-Zume, Dorzin, Top Force ”, LBS, М10+ 50, LDC+12, Nanostab. Ils peuvent être acides, basiques ou neutres. La composition chimique des stabilisants modernes est soit brevetée soit, étant la propriété d'auteurs ou d'entreprises, n'est pas entièrement divulguée.
Les stabilisants modernes ont des compositions complexes à plusieurs composants, notamment :
aigre produits bio, superplastifiants et autres substances;
les émulsions liquides de silicate, d'acrylique, d'acétate de vinyle, de polymère styrène-butadiène;
complexes organiques de bas poids moléculaire.
Les stabilisants peuvent être cationiques, anioniques et non ioniques. A cet égard, leur interaction avec un même minéral argileux ne se déroulera pas de la même manière.
Les stabilisants du premier type ont une composition complexe, comprenant des produits organiques acides, des superplastifiants et d'autres additifs. Tous sont caractérisés par une réaction acide du milieu avec un pH compris entre 1,72 et 2,65. L'eau avec l'introduction de tels stabilisants est activée par ionisation (H+, OH¯ et H3O+). La solution stabilisante, à son tour, modifie la charge à la surface des particules d'argile en raison de l'échange d'énergie des charges électriques entre l'eau ionisée et les particules de sol minéral. En échangeant des charges avec de l'eau ionisée, les particules de sol rompent les liaisons naturelles avec l'eau capillaire et filmogène. Lors du compactage d'un sol traité avec une solution de stabilisateur, l'eau capillaire et du film se sépare facilement, créant les conditions d'une compactibilité élevée du mélange. Ainsi, le stabilisant joue le rôle d'un additif plastifiant, qui permet, à une humidité optimale du sol inférieure, d'obtenir plus haute performance sa densité. Pour les sols acides, des tensioactifs cationiques sont utilisés. Pour les sols carbonatés, il est conseillé d'utiliser des tensioactifs anioniques. Selon les auteurs, les développeurs du matériau tensioactif "Status-3", des microsections de la surface du sol argileux, portant une certaine charge, adsorbent des ions chargés de manière opposée, mais en même temps, des ions tensioactifs chargés de la même manière avec la surface sont pas directement adsorbé par lui, mais sous l'action de forces électrostatiques proches, les ions adsorbés forment avec eux à la surface de l'adsorbant une double couche électrique (EDL). En présence du DES densité surfacique d'une charge négative forme, pour ainsi dire, un revêtement intérieur, et les particules de sol (anions, cations) situées à la limite de phase forment un revêtement extérieur de signe opposé (respectivement, les parties adsorption et diffuse du DES), et dans général le système est électriquement neutre .
Des études menées au MADI ont montré qu'après l'interaction du sol avec le « Status », sa structure change. Un film hydrophobe se forme à la surface des grains minéraux. Dans les sols traités avec le stabilisateur Status, il y a une réduction significative des pores d'un diamètre de 0,0741-0,1480 microns par rapport aux sols sans stabilisant (méthode de photométrie négative). Dans le même temps, on observe une augmentation du coefficient d'orientation des pores Ka dans la direction choisie, qui est respectivement de 11,26 et 10,57 % pour les sols traités et non traités. Ce qui précède indique des modèles dirigés de changement dans le sol traité et la formation d'une structure plus stable du matériau. Il a été possible d'obtenir une diminution de la teneur en humidité optimale des sols argileux, une augmentation de leur résistance à l'eau, ainsi qu'une diminution de la trempage, de l'absorption d'eau et du gonflement. Le taux de trempage d'un sol non traité est 1,5 à 2 fois supérieur à celui d'un sol traité avec un stabilisateur. Dans le même temps, le sol stabilisé n'acquiert pas de résistance à l'eau.
La perte de résistance après saturation en eau peut être évitée en utilisant d'autres sols pour transformer matériaux modernes- les émulsions de polymères (deuxième type de stabilisants), avec une large gamme de propriétés. Une émulsion de polymère typique contient environ 40 à 60 % de polymère, 1 à 2 % d'émulsifiant et le reste est eau naturel. Le polymère peut également varier considérablement dans sa composition chimique, son poids moléculaire, son degré de ramification, sa taille de chaîne latérale, sa composition, etc. La plupart des produits polymères utilisés pour la stabilisation et la stabilisation des sols sont des copolymères à base d'acétate de vinyle ou d'acrylique.
Des études menées aux États-Unis ont montré que les émulsions de polymères offrent une augmentation significative de la résistance, en particulier en plus dans des conditions humides. Le processus de durcissement de l'émulsion consiste en une "séparation" et une libération ultérieure de l'eau par évaporation. La séparation de l'émulsion se produit lorsque des gouttelettes d'émulsion individuelles en suspension dans une phase aqueuse se rejoignent. Sur la surface mouillée par l'émulsion d'une particule de sol, un polymère est déposé, dont la quantité dépend de la concentration du polymère ajouté au mélange et du rapport de mélange avec le sol.
L'un de ces matériaux polymères est le LBS - stabilisateur de sol silicate-polymère liquide - tensioactif. Lorsqu'une solution aqueuse de LBS est introduite dans le sol, une modification irréversible des propriétés physiques et mécaniques du sol est assurée en raison de l'action chimique, par le remplacement ionique du film d'eau à la surface des particules poussiéreuses par des molécules stabilisatrices qui ont un effet hydrique. -effet répulsif. L'eau filmée résultant du compactage du sol argileux traité en est facilement éliminée. Le sol ainsi amélioré devient plus durable et pratiquement imperméable, ce qui le rend résistant à toutes les conditions climatiques et capable d'absorber une charge utile accrue même dans des conditions de fortes pluies prolongées. Le module d'élasticité des sols (du loam sableux au loam lourd) stabilisé avec LBS atteint 160-180 MPa. Ces sols ont également des indicateurs de stabilité au cisaillement plus élevés (~ 50%) par rapport aux sols non stabilisés à l'état sec. L'efficacité de l'utilisation du stabilisateur polymère LBS est particulièrement visible lorsque vous travaillez avec des sols argileux hautement plastiques. Après traitement, ces sols entrent dans la catégorie des sols faiblement poreux et non poreux. Ce résultat est obtenu grâce au transfert de l'eau du film, qui se trouvait auparavant à la surface des particules d'argile, à un état libre. Les sols stabilisés avec LBS ont des caractéristiques de déformation élevées. Par exemple, des échantillons de loam sableux limoneux avec un indice de plasticité de 12 et une teneur en humidité de 14,4% (humidité à la limite de roulement - 18%, à la limite d'élasticité - 30%) après stabilisation avec une émulsion de polymère et prolongée (28 jours ) saturation en eau capillaire (densité des échantillons - 2, 26 g/cm2, squelette - 1,98 g/cm2) ont été soumis à des tests de laboratoire avec une filière rigide. Le module d'élasticité pour eux était de 179-182 MPa. Le degré de soulèvement des sols stabilisés a été déterminé conformément à GOST 28622-90 à l'aide d'une installation spécialement conçue. Les résultats de la recherche ont montré que les sols argileux après exposition au LBS entrent dans la catégorie des sols non rocheux ou faiblement gonflants et non gonflants ou faiblement gonflants.
Des développements innovants pour la stabilisation des sols et la construction de routes sont des matériaux tels que LDC+12 (produit polymère acrylique liquide) et Enviro Solution JS (composé d'acétate de vinyle liquide), ainsi que M10+50, une émulsion polymère liquide sur support acrylique, qui est un liant. Ce dernier a été spécifiquement conçu pour améliorer significativement les caractéristiques du sol, telles que : l'adhérence, la résistance à l'abrasion, la force de flexion, ainsi que pour augmenter la durabilité de la couche de chaussée. Les sols traités avec le matériau M10 + 50 sont utilisés dans la construction et la réparation des infrastructures de transport, ils présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux autres stabilisateurs produits à stade actuel. M10 + 50 est utilisé dans les sols avec un indice de plasticité allant jusqu'à 12. L'émulsion se dissout bien dans l'eau douce et salée. Un sol stabilisé acquiert une résistance à l'eau. La couche de sol, traitée avec l'émulsion M10+50, peut être utilisée pour le passage des véhicules déjà 2 heures après le travail. Une telle couche ne nécessite pas de soins particuliers, contrairement à une couche renforcée de ciment ou de chaux. Le sol traité avec la composition M10 + 50 a la plus grande capacité à résister à la destruction par les influences atmosphériques et les rayons ultraviolets. Plus de 20 ans d'expérience avec ce stabilisateur polymère montrent des résultats nettement meilleurs avec les stabilisants acryliques par rapport aux polymères non acryliques.
Les sols argileux peuvent être transformés à l'aide d'autres matériaux modernes à activité ionique (Perma-Zume, Dorzin) - stabilisants de troisième type à base d'enzymes. Ces enzymes sont une composition de substances, principalement formées lors du processus de culture d'organismes sur un milieu nutritif complexe avec certains additifs. Perma-Zume 11X réduit la tension superficielle de l'eau, ce qui favorise une pénétration et une absorption rapides et uniformes de l'humidité dans le sol argileux. Les particules d'argile saturées d'humidité sont pressées dans les vides du sol et les remplissent complètement, formant ainsi une couche dense, dure et à long terme. En raison de la lubrification accrue des particules de sol, la densité de sol requise est obtenue avec une force de compression plus faible. Les résultats d'une étude menée par des scientifiques de l'IPC SB RAS (Tomsk) ont montré que "Dorzin" est un produit de la fermentation microbienne de produits contenant du sucre tels que la mélasse (mélasse). Il a été établi que la partie organique de la préparation est principalement représentée par les composés suivants : oligosaccharides (des monosaccharides aux pentasaccharides), composés aminés de type arginine, mannitol (D-mannitol), composés hydroxylés de type tréhalose, azote- contenant des dérivés de l'acide lactique.
LA TÉLÉ. Dmitrieva a réussi à déterminer que l'efficacité de l'impact des complexes organiques sur les minéraux formant des roches dépend directement de la nature structurelle et chimique des aluminosilicates en couches et diminue dans la série: phases amorphes aux rayons X → smectite → formations à couches mixtes → illite → chlorite → kaolinite. Parallèlement, la capacité cationique est une caractéristique intégrale dont l'utilisation permet de révéler le degré d'efficacité de la formation de la structure du sol stabilisé lors de l'évaluation express. Lorsqu'un additif est introduit dans le système, on observe une diminution de la surface spécifique des échantillons étudiés (tableau 1). Les données obtenues témoignent du "collage" d'individus microscopiques de minéraux argileux par des complexes organiques du stabilisant. Le degré d'influence de l'additif est le plus prononcé dans les échantillons d'argile smectite monominérale.

Tableau 1

Surface spécifique active des roches argileuses

Remarque : la surface spécifique active est une caractéristique moyenne de porosité ou de dispersion, tenant compte des caractéristiques morphologiques de la substance étudiée.

Après l'interaction des préparations à base d'enzymes avec les sols argileux, elles acquièrent les caractéristiques suivantes : propriétés physiques et mécaniques élevées, résistance à la température, résistance à l'eau, résistance à la corrosion.
Il résulte de ce qui précède que la formation de la structure du composant argileux des sols cohésifs lors de l'interaction avec un stabilisant est due au blocage des centres hydrophiles actifs des minéraux dispersés, ce qui entraîne une diminution de la surface spécifique du sol, de la capacité cationique et une augmentation de l'hydrophobicité.
L'impact des tensioactifs sur les sols cohésifs conduit à un échange complet de cations. La diminution de la capacité du sol stabilisé à adsorber l'eau et les transformations structurelles qui y sont associées entraînent une modification des propriétés physiques des sols.
Pour les tensioactifs, il est préférable d'utiliser des sols carbonatés, dans lesquels l'interaction des anions organiques chargés négativement du stabilisant avec les cations de la surface minérale du sol (Ca2+, Al3+, Si4+, etc.) peut être plus perceptible.
Les ions organiques dans les émulsions de polymères sont maintenus ensemble par des forces moléculaires et hydrogène en plus des forces électrostatiques. Ils sont adsorbés plus fortement, formant des complexes organominéraux complexes. À cet égard, il est possible que la réaction de l'environnement du sol (pH) et sa composition saline n'aient pas d'effet significatif sur la stabilisation du sol avec des émulsions de polymères.
Lors du compactage d'un sol traité avec un stabilisateur, l'eau capillaire et l'eau du film sont facilement séparées, créant des conditions pour une compactibilité élevée du mélange de sol. Il est maintenant établi que les sols traités avec des stabilisants doivent avoir un coefficient d'hydrophobicité d'au moins 0,45, et la valeur de la densité maximale est supérieure à celle de l'original de plus de 0,02 %. La teneur en particules poussiéreuses et argileuses dans les sols utilisés doit être d'au moins 15% en poids du sol. Il est permis d'utiliser des sols pour la stabilisation avec une teneur en particules de limon et d'argile inférieure à la limite spécifiée, à condition que la composition des grains soit améliorée par les argiles, les limons et que la quantité de particules de limon et d'argile soit portée au niveau requis. Les sols argileux avec un indice de plasticité supérieur à 12 doivent être broyés au degré de broyage requis par SP 34.13330 avant d'introduire des matériaux stabilisants et liants dans le sol. L'humidité relative des sols argileux dans ce cas devrait être de 0,3 à 0,4 humidité à la ligne de rupture.

3. Méthodes complexes de transformation des sols cohésifs

Pour améliorer les processus d'interaction des sols cohésifs avec un stabilisateur, des liants (ciment, chaux, liants organiques) peuvent également être introduits dans le système en petite quantité. De ce fait, on peut s'attendre à une amélioration de toutes les caractéristiques des sols transformés artificiellement. Pour déterminer quels processus se déroulent dans un système complexe "sol-stabilisateur-liant", considérons les résultats obtenus par Yu.M. Vasiliev pour les sols argileux après interaction avec diverses quantités de liant en utilisant le ciment comme exemple. On pense généralement que lorsque le sol est traité avec du ciment, seules des liaisons structurelles de type cristallisation se développent. Expérimentalement, il a constaté qu'avec l'introduction de ciment, non seulement des liaisons de type cristallisation se développent, mais également des liaisons de nature colloïdale eau sont renforcées. La force des liaisons de coagulation et l'intensité de la croissance de la force augmentent avec l'augmentation de la dispersion du sol, ce qui indique l'influence de la surface active des particules de sol sur les processus physicochimiques d'interaction entre le ciment et le sol. Avec une teneur en ciment allant jusqu'à 2% pour les limons lourds, 4% pour les limons sableux, la force des liaisons de coagulation dépasse celle de celles de cristallisation. Le rapport des liaisons rigides (cristallisation) et flexibles (coagulation) dans les sols cimentaires détermine leurs propriétés de déformation. Par conséquent, les propriétés de déformation dans un système de sol avec une petite introduction de ciment seront déterminées par la force des liaisons de coagulation. Données obtenues par A.A. Fedulov avec l'introduction de 2% de ciment dans le système «stabilisateur de sol» («Statut»), indique également des changements non seulement dans les propriétés colloïdales de l'eau, mais également dans les caractéristiques de résistance. Par exemple, les forces colloïdales eau ∑w à la résistance au cisaillement de l'argile su convertie à l'aide d'un stabilisateur et de ciment (2%) sont de 0,084 MPa et, par conséquent, sans ciment - 0,078 MPa, avec de l'eau - 0,051 MPa ( Tableau 2).

Tableau 2

Résultats de la détermination des paramètres de résistance du limon

Ainsi, on peut noter que l'ajout de liants (ciment Portland et/ou chaux) au sol à des dosages relativement faibles améliore certaines de ses propriétés physiques et mécaniques : une diminution de la plasticité, une augmentation de la capacité portante. La quantité de ciment et/ou de chaux introduite dans ce cas est suffisante pour assurer la perte de leurs propriétés hydrophiles du fait de leur interaction avec les fractions limoneuses et argileuses du sol, mais pas suffisante pour maintenir la totalité de la masse des particules du sol dans un système cohérent. Le résultat est un sol amélioré grâce au renforcement des liaisons de coagulation.
En ajoutant des tensioactifs stabilisants, il est possible de réguler le temps de durcissement des mélanges ciment et sol-ciment, de contrôler les processus de formation de la structure lors du renforcement du sol. L'effet d'un tensioactif dépend de sa composition et de sa concentration dans le mélange. Dans les travaux d'O.I. Lukyanova, PA Rebinder montre une modification de la composition de phase des produits d'hydratation C3A en présence d'ajouts croissants de tensioactifs - concentré PRS. Les tensioactifs, étant adsorbés sur les particules minérales du sol et du ciment, bloquent les centres potentiels de coagulation et la formation de structures de cristallisation dans la première phase de durcissement du liant, ce qui contribue à la convergence des phases de durcissement et, par conséquent, conduit à une diminution de la microfracture de la structure du matériau et à une augmentation de sa résistance.
Il a été établi que la composition minérale de la fraction argileuse dans le système "sol - ciment - tensioactif" a un effet significatif sur la densité et le durcissement du sol. Les microcomposites d'argile résultants, associés aux minéraux de la charpente, agissent comme charge et microcharge dans la formation du ciment du sol. Les phases d'aluminosilicate cryptocristallin (amorphe aux rayons X) sont un composant pouzzolanique actif qui lie la portlandite libre sur de longues périodes de durcissement.
Pour renforcer les sols argileux gorgés d'eau, dont la teneur en humidité est de 4 à 6% supérieure à l'optimum, l'utilisation de la chaux vive est efficace. Lorsque la chaux est introduite dans le système « stabilisateur de sol », en plus de sa fonction principale de liant, elle remplit la fonction de support d'additif granulométrique, ce qui permet de répartir uniformément le stabilisant dans le sol. Tout cela crée des conditions pour une pose de haute qualité du mélange et son compactage. Alors le plus grand effet peut être obtenu en renforçant les limons lourds et les argiles. Dans le système complexe "sol - stabilisant - chaux", des structures de cristallisation et de coagulation se forment simultanément. La présence d'un stabilisant dans un tel système permet de contrôler la vitesse de cristallisation et la vitesse de formation de noyaux de cristaux d'hydrosilicates du groupe de la tobermorite, puisque les composants du stabilisant - tensioactif, du fait de l'adsorption à la surface de les noyaux, peuvent empêcher leur croissance.
L'action des tensioactifs est toujours associée à la formation de structures dans les couches superficielles des particules d'argile et les volumes du milieu dispersé qui leur sont adjacents. Une conséquence issue de la thermodynamique est que ce sont les tensioactifs qui ont la capacité de s'accumuler en excès à l'interface et donc, en quelque sorte, de se condenser en fine couche. La couche d'adsorption de tensioactif a une épaisseur extrêmement faible ; par conséquent, même de très petites additions de tensioactif peuvent modifier radicalement les conditions d'interaction moléculaire à l'interface. Une technologie rationnelle pour l'utilisation de stabilisants est celle dans laquelle les conditions nécessaires pour obtenir le tensioactif des surfaces correspondantes sont créées. Pour obtenir le résultat souhaité, la quantité de tensioactif doit être optimale. Si la quantité de stabilisant est plus qu'optimale, l'adsorption de tensioactif entraîne une diminution de la force de la relation entre les particules. De plus, comme F.D. Ovcharenko, la même concentration de tensioactifs dans une solution aqueuse pour des sols argileux de composition minérale différente peut également avoir l'effet inverse.
Analyse du travail d'étude diverses sortes La construction nous permet de constater que l'introduction de stabilisants dans les sols argileux améliore leur densité, leur résistance à la compression et à la traction, leur module d'élasticité, leur résistance au gel, réduit l'humidité optimale, l'assèchement capillaire, le soulèvement et le gonflement. Ainsi, il a été établi que le taux de trempage du limon non traité est 1,5 à 2 fois plus élevé que celui traité avec les stabilisateurs Status et Roadbond. La valeur totale de la déformation du soulèvement par le gel du sol argileux traité par ceux-ci est respectivement de 15% et 35% inférieure à celle du sol non traité. Par conséquent, le traitement des sols argileux lors de leur compactage entraîne une diminution de la déformation totale du soulèvement par le gel.
Une expérience sur la construction de sections expérimentales de routes avec des fondations en limons lourds avec des liants organiques (7-8%), traités avec le stabilisateur d'état et le ciment (6%), a montré que le module de déformation total, déterminé par le timbre dynamique méthode, double . Dans les sols argileux traités avec le stabilisateur Status, la cohésion spécifique Cw augmente en raison d'une augmentation significative des forces eau-colloïde ∑w (5 fois dans un échantillon de loam sableux et presque 2 fois dans un échantillon de loam) (tableau 2). L'introduction d'un stabilisant avec un liant permet d'augmenter à la fois l'angle de frottement φw et la force d'adhérence Cw.
Du fait que de nombreux stabilisants modernes ont une réaction acide en raison de la teneur en acides sulfurique et sulfonique dans leur composition, il est conseillé d'introduire des liants organiques sous forme de résine carbamide avec un durcisseur. Ceci, à son tour, fournit une augmentation significative de la résistance à l'eau et de la résistance du sol traité, ainsi qu'une augmentation du nombre de variétés de sol à traiter.
La chaux utilisée avec des tensioactifs peut être considérée comme un additif complexe prometteur. L'introduction d'une petite quantité de chaux ou de ciment (jusqu'à 2%) dans le système «stabilisateur de sol» améliore de plus de 2 fois toutes les propriétés acquises du sol. Par exemple, la résistance des échantillons de loam sableux stabilisé saturé d'eau capillaire (LBS - 0,01%) passe de 4,5 à 15,5-18,8 kg / cm2, selon le liant, et après 10 cycles de gel-dégel - jusqu'à 14 . 7-22,0 kg/cm2. Pour les sols gorgés d'eau, la chaux vive est la plus efficace.
L'utilisation de méthodes complexes de renforcement des sols à forte teneur en liants montre leur grande efficacité (tableau 3). Par exemple, la résistance après 10 cycles de gel-dégel d'échantillons saturés d'eau capillaire peut atteindre des valeurs élevées de l'ordre de 22,6 à 30 kg / cm2, en fonction de la composition du sol et de la quantité de liant (4- 8%). L'utilisation de méthodes complexes permet de renforcer les limons lourds et les argiles.
Les études menées par les spécialistes de SoyuzdorNII pour étudier l'effet des liants complexes (M10 + 50 et ciment en quantité de 6 à 10%) sur les propriétés des sols limono-sableux ont montré les résultats suivants. La résistance à la traction des éprouvettes en flexion augmente de 36,3 à 40,8%, les valeurs du coefficient de rigidité diminuent de 27,5 à 36,5%. L'introduction de tensioactifs dans un système complexe améliore les caractéristiques physiques et mécaniques des sols par rapport aux échantillons renforcés uniquement avec du ciment (Fig. 1).
Dans le même temps, la résistance au cisaillement du sol renforcé augmente plusieurs fois, ce qui rend ce sol optimal pour la construction de pistes et d'autoroutes temporaires, à la fois dans la construction de la base et en tant que revêtement. Ceci est particulièrement pertinent lors de travaux de réparation de routes utilisant la méthode de « recyclage à froid » lors de la construction de la couche supérieure de la base de la chaussée ou de la couche inférieure de la chaussée. Les résultats d'une telle stabilisation des sols sont nettement supérieurs aux émulsions de bitume ou aux ciments couramment utilisés pour cette technologie.

Tableau 3

Propriétés physiques et mécaniques des sols,
renforcé par l'application de méthodes intégrées

Remarque : * les mélanges sont préparés à une teneur en humidité naturelle du sol inférieure à l'optimum ;
** les mélanges ont été préparés à une humidité naturelle du sol supérieure à l'optimum (pour des conditions de sol gorgé d'eau);
np est le nombre de plasticité ;
Marque de ciment Shchurovsky M400.

La stabilisation des sols argileux au Dorzin a donné de très bons résultats. Pour une large gamme de limons (du limon léger au limon lourd) et d'argiles (limon léger), la résistance à la compression correspond à 4,0-4,3 MPa et à la flexion - 0,9-1,4 MPa. Les sols stabilisés acquièrent une résistance à l'eau et au gel (F5). L'utilisation de la stabilisation de tels sols avec l'introduction de 2% de ciment dans le système n'améliore que légèrement les caractéristiques de résistance, en moyenne de 4,3 à 4,6 MPa, mais augmente fortement la résistance à l'eau et au gel (F10). Ceci, à son tour, permet de réduire la quantité de ciment dans les sols cimentaires sans modifier les caractéristiques de résistance.

La quantité optimale de ciment lorsqu'il est introduit dans le sol argileux stabilisé par Dorzin est de 6 à 8 %. Cela permet d'obtenir des indicateurs de résistance pour les sols argileux étudiés, correspondant aux classes de résistance M40-M60 et à la résistance au gel - F10-F25, déterminées conformément à. L'utilisation combinée de tensioactifs et de liants inorganiques dans la réalisation de travaux de construction de routes pour renforcer le sol des bases de chaussées permet de réduire la quantité de liant de 30 à 40 % par rapport aux compositions sans additif sans modifier leurs caractéristiques de résistance. effet différent de l'introduction de stabilisants dans des sols cohérents est déterminée à la fois par la composition des sols, des stabilisants, des liants (lors de l'utilisation de méthodes complexes) et par leur quantité.
L'utilisation de méthodes complexes pour la transformation des sols cohésifs peut améliorer considérablement leurs caractéristiques physiques, mécaniques et physico-hydriques par rapport à la stabilisation conventionnelle.
Ainsi, lorsqu'un stabilisant et un liant sont introduits dans un sol argileux, les processus physico-chimiques et colloïdaux commencent à se dérouler dès les premières étapes avec de faibles influences mécaniques (mélange du sol). L'échange d'ions, l'adsorption, la coagulation de la partie finement dispersée du sol sont complétés par des processus chimiques (réactions pouzzolaniques), à la suite desquels des hydrosilicates de calcium et d'autres composés se forment, ce qui entraîne en outre une modification des propriétés du sol. Par conséquent, les tensioactifs, qui font partie des stabilisants, permettent de réguler les processus de formation de structure dans des systèmes complexes.
La formation de la structure dans de tels systèmes dépend des paramètres suivants :

• composition et propriétés des sols cohésifs;
• quantité et concentration de liant;
• composition et propriétés du stabilisant;
• la quantité et la concentration du stabilisant.

4. Technologies de stabilisation et de renforcement des sols

La classification des stabilisants développés pour la construction de routes tient compte de l'expérience nationale et étrangère accumulée dans l'utilisation d'additifs chimiques (stabilisants) et de liants. Il est à noter qu'en ce qui concerne la pratique nationale de la construction de routes, il convient de distinguer les technologies existantes suivantes : stabilisation, stabilisation intégrée et renforcement intégré des sols.
La technologie de stabilisation des sols est recommandée pour les sols posés dans la couche de travail du sol de fondation, car les processus les plus intensifs du régime thermique de l'eau (WTR) et le transfert d'humidité affectent principalement partie supérieure lit de terre de la structure de la route. Dans le même temps, la stabilisation des sols dans la couche de travail affecte non seulement favorablement le WTR, mais permet également d'utiliser des sols argileux locaux qui n'étaient pas auparavant adaptés à ces fins (Fig. 2). Cela devient possible en améliorant leurs caractéristiques physiques de l'eau en termes de perméabilité à l'eau (GOST 25584-90), de soulèvement (GOST 28622-90), de gonflement (GOST 24143-80) et de trempage (GOST 5180-84) aux valeurs requises. La fonction principale de cette technologie est l'hydrophobisation des sols dans la couche de travail ou les couches inférieures des semelles de chaussée.

La technologie de stabilisation intégrée des sols diffère de la technologie de stabilisation des sols en ce que les sols argileux sont traités avec des stabilisants et des liants inorganiques en une quantité ne dépassant pas 2% en poids du sol. L'utilisation de cette technologie permet d'améliorer les propriétés hydro-physiques et physico-mécaniques des sols traités en renforçant les liaisons à caractère eau-colloïde. Une augmentation des caractéristiques de résistance et de déformation des sols argileux stabilisés de manière complexe permet de les utiliser non seulement pour la couche de travail, mais également pour les bords de route, ainsi que les bases de sol pour les chaussées et les revêtements des routes locales (rurales). La principale fonction de cette technologie est la structuration et l'hydrophobisation des sols dans les bases de chaussées.
La technologie de renforcement intégré des sols est une technologie dans laquelle une petite quantité (jusqu'à 0,1%) de tensioactifs et de liants est introduite dans le sol - plus de 2% (en poids du sol). La présence de stabilisants dans le sol argileux renforcé entraîne une diminution de la consommation de liant nécessaire et permet d'augmenter la résistance au gel et à la fissuration des sols renforcés (Fig. 3). La principale fonction de cette technologie est d'augmenter la résistance au gel et à la fissuration des sols renforcés dans les couches structurelles des chaussées.

RÉSULTATS

La structuration de la composante argileuse des sols cohésifs lors de l'interaction avec les stabilisants est due au blocage des centres hydrophiles actifs des minéraux dispersés, ce qui entraîne une diminution de la surface spécifique, de la capacité cationique et une augmentation de l'hydrophobicité du sol.
L'impact des tensioactifs sur les sols cohésifs conduit à un échange complet de cations. Pour les tensioactifs, il est préférable d'utiliser des sols carbonatés, dans lesquels l'interaction des anions stabilisants organiques chargés négativement avec les cations de la surface du sol minéral (Ca2+, Al3+, Si4+, etc.) peut être plus perceptible.
Lors de la stabilisation des sols, la quantité de stabilisant introduite dans le sol doit être optimale pour obtenir le résultat souhaité.
Selon leur effet sur les sols argileux, les stabilisants peuvent être divisés en « stabilisants-hydrofuges » et « stabilisants-renforçants ».
L'introduction de "stabilisants-hydrofuges" dans les sols cohésifs améliore leurs propriétés hydro-physiques. L'opportunité et l'efficacité de leur utilisation sont déterminées principalement par la réduction des processus de soulèvement lors du gel du sol.
La transformation des sols argileux à l'aide de "stabilisants-renforçants" contribue à une modification significative de leurs paramètres physiques, mécaniques et hydro-physiques. La résistance ultime en compression peut atteindre 4,3 MPa, en flexion - 1,4 MPa. Les sols stabilisés sont résistants à l'eau et au gel.
L'introduction de liants minéraux à faible dose (jusqu'à 2 % pour les limons lourds, 4 % pour les limons sableux) dans le système « stabilisateur de sol » améliore ses caractéristiques physiques, mécaniques et hydro-physiques par rapport à la stabilisation conventionnelle.
La principale différence entre les deux types de stabilisants est l'instabilité des sols traités avec des « stabilisants hydrofuges » dans le milieu aquatique. Une telle quantité (2-4%) de ciment ou de chaux introduite dans le système est suffisante pour garantir que, du fait de l'interaction avec les fractions limoneuses et argileuses du sol, elles perdent leurs propriétés hydrophiles, mais pas assez pour conserver l'ensemble masse de particules de sol dans un système cohérent en renforçant les liaisons de coagulation.
Dans le système complexe "sol-stabilisateur-liant", tous les composants participent à la formation de la structure. Les processus physiques, chimiques et chimiques lors du mélange du liant avec de l'eau revêtent une importance significative, car le processus de création de la structure cristalline des néoplasmes se produit parallèlement à la formation de la structure du sol transformé de manière complexe.
L'effet différent des stabilisants tensioactifs dans un système complexe est dû à leur composition chimique et à leur adsorption sélective différente par rapport aux minéraux de clinker du liant et aux minéraux du sol.
Des méthodes complexes de renforcement des sols permettent d'assurer leur résistance en compression jusqu'à 7,0 MPa, en flexion - jusqu'à 2,0 MPa, ce qui correspond au degré de résistance M60, le degré de résistance au gel - jusqu'à F25.
Dans un système complexe, le rôle écran des stabilisants sur la vitesse de cristallisation des liants minéraux contribue à la formation d'un composite organo-argileux qui confère des propriétés élastiques aux sols transformés.

L I T E R A T U R A

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La stabilisation du sol est le processus de création de la base de la chaussée, qui comprend un broyage minutieux du sol, son mélange avec des liants organiques et inorganiques et son compactage ultérieur. Il s'agit d'une méthode moderne et relativement nouvelle de préparation de la base de la route. Un tel renforcement du sol a ses avantages par rapport au classique (coussin sable-gravier). Le sol stabilisé est plus résistant au gel et à l'eau, ainsi que plus durable et résilient.

Un service	Type d'équipement	Les caractéristiques		Prix ​​pour 1m2 (TVA incluse), frotter.
		profondeur/volume	largeur, mm	jusqu'à 3 000 m2	jusqu'à 5 000 m2	5-10 mille m2	10-20 mille m2	20-30 mille m2
Recyclage	Recycleur Wirtgen WR 2000	jusqu'à 500 millimètres	2000	120	110	100	90	80
Recyclage	Mélangeur régénérateur Caterpillar RM300	jusqu'à 500 millimètres	2400	120	110	100	90	80
Recyclage	Fraise de stabilisation SBF 24 L	jusqu'à 400 millimètres	2400	80	70	60	50	50
	Épandeur à sec SW 10 TA	10 m3	2450	10	10	10	10	10
Distribution de classeurs	Distributeur de mélange sec SBS 3000	3 m3	2400	5	5	5	5	5
Distribution de classeurs	Distributeur de mélange sec SBS 6000	6 m3	2400	5	5	5	5	5

Grâce aux possibilités équipement moderne le liant est dosé très précisément et injecté à 50 cm de profondeur en un seul passage. Les matériaux les plus accessibles aujourd'hui sont la chaux et le ciment. La quantité optimale de ces substances est déterminée par des méthodes de laboratoire, généralement de 3 à 10% de chaque matériau en poids de terre à renforcer. La première étape de la stabilisation consiste à introduire de la chaux dans le sol et à la mélanger avec elle, la seconde - du ciment.

La stabilisation des sols suivie de l'utilisation des matériaux de chaussée existants est le recyclage à froid. Avec lui, vous pouvez restaurer toute la profondeur des routes de campagne et des rues de la ville. En d'autres termes, en un seul passage, pulvériser la chaussée existante et la mélanger avec le matériau de base sous-jacent et les liants de restauration. Tout cela est devenu possible grâce à l'apparition sur le marché de nouvelles machines performantes.

La technologie de stabilisation est largement utilisée aujourd'hui, par exemple sur les petites routes territoriales, où des chaussées légères ou de transition sont censées être installées (par exemple, dans la construction de colonies de chalets). Dans de tels cas, la construction d'une base solide et durable avec un minimum de matériaux importés est la meilleure solution. De plus, des équipements performants peuvent produire des dizaines de kilomètres de routes pendant la saison de construction. De plus, le compactage (recyclage) est utilisé avec succès dans la construction de complexes logistiques, bâtiments industriels. Ici, cette technologie est utilisée pour poser les fondations des sols en béton et couvrir les sites de production.

Les travaux de stabilisation ne peuvent être effectués efficacement sans l'utilisation d'équipements spéciaux. Pour l'introduction dosée d'un liant (sec ou sous forme d'émulsion), une trémie-distributrice est nécessaire, pour le mélanger soigneusement dans le sol - des couteaux articulés.

Pour que nos spécialistes calculent le coût du service de recyclage et puissent choisir le bon équipement nécessaire pour vous, vous devez avoir les informations suivantes : quel objet et où il se trouve, sa superficie en m². m, le calendrier des travaux, ainsi que les sols qui prévalent dans la zone, la profondeur de distribution nécessaire et les liants souhaitables.