Химическая обработка. Для улучшения грунтовых дорог химической обработкой применяют два способа. При первом способе производят распределение сухих химикатов пескоразбрасывателями, распределителями высевон и сельскохозяйственными сеялками или распределение растворов с помощью автогудронаторов, автоцистерн и ав-тополивщиков. Грунт предварительно разрыхляют и измельчают, а затем дорожными фрезами перемешивают с сухими или жидкими химикатами и уплотняют пневмоколесными катками.

При втором способе грунт смешивают с химикатами (хлористым кальцием и др.) в смесительных установках (асфальтосмесителях, бетономешалках и др.), в которых смесь можно увлажнять или просушивать в зависимости от применяемого технологического процесса. Полученную смесь отвозят на дорогу автосамосвалами и укладывают самоходными укладчиками или разравнивают автогрейдерами. Затем покрытие уплотняют пневмоколесными катками или легкими катками с гладкими вальцами. Применение смесительных установок позволяет лучше перемешивать и точно дозировать материалы.

Термическая обработка грунта производится методами обжига и спекания. При обжиге (при температуре 400— 500 °С) полностью испаряется влага и сгорают органические вещества, вследствие чего грунт становится вполне пригодным для использования в качестве основания для водонепроницаемых покрытий. Спекание производится при более высокой температуре (800— 1000 °С), при которой грунт превращается в искусственный камень — клинкер.

Термическая обработка может явиться эффективным методом улучшения грунтовых дорог при отсутствии каменных материалов, вяжущих и других улучшающих грунт средств. Например, целесообразно применять термическую обработку глин в лесных районах, где могут быть использованы газогенераторные установки на местном древесном топливе. Однако этот метод пока не применяют вследствие большого расхода топлива, а также конструктивной сложности и громоздкости потребных для этого машин с мощными камерами и топочными устройствами.

Обработка органическими и минеральными вяжущими материалами является наиболее эффективным и широко распространенным методом улучшения грунтов, обеспечивающим длительную сохранность и высокое качество сооружаемого полотна.

Количество вяжущих материалов, как и состав оптимальных смесей, определяется на основании лабораторного исследования физико-механических и химических свойств грунта и вяжущих с учетом климатических условий. Примерный расход органических вяжущих материалов (жидкие битумы, дегти, масла и эмульсии) составляет 5—12% от массы грунта, а минеральных вяжущих материалов (цемента) 5—7% для песчаных и гра-велистых грунтов, 8—10% для супесчаных, 10—12% для пылеватых и суглинистых и 12—15% для глинистых. Воды расходуется около 5% от массы грунта в зависимости от его влажности.

Обработка грунтов битуминозными материалами производится различными способами в зависимости от географического района, времени года, физико-механических свойств грунта и вяжущих и наличия машин. Вяжущие материалы применяют в холодном виде или подогретыми до 50—60 °С.

В зависимости от наличия средств механизации в практике широко применялся следующий технологический процесс устройства грунтовых оснований и покрытий. Производилась планировка земляного полотна грейдерами или автогрейдерами; предварительно разрыхлялся грунт рыхлителями или кирковщиками, измельчался на толщину 10—20 см дисковыми сельскохозяйственными боронами или прицепными дорожными фрезами; вводились битуминозные вяжущие материалы автогудронаторами за несколько проходов (в зависимости от нормы); Смешивались битуминозные материалы с грунтом дисковыми боронами или фрезами после каждого разлива вяжущих; при необходимости смесь увлажнялась водой поливочными машинами или автогудронаторами; производилось окончательное перемешивание фрезами, грейдерами или автогрейдерами до получения смеси равномерного состава, затем смесь предварительно уплотнялась гладкими катками, а окончательное уплотнение достигалось проездом автотранспорта. С появлением пневмоколесных катков они заменили малопригодные для этого гладкие катки, обеспечивая окончательное и более качественное уплотнение улучшенных грунтов.

Если в качестве вяжущего материала применяется цемент, последовательность технологического процесса меняется: взамен разлива битуминозных распределяется цемент с помощью туковых сельскохозяйственных сеялок, способствующих своими сошниками внедрению цемента в грунт, или другими распределителями; затем смесь увлажняется водой с помощью поливочных машин или автогудронаторов.

Промышленность выпускает три комплекта машин, которые полностью механизируют все процессы укрепления грунта, работая в едином потоке, и обеспечивают высокий темп работ.

Для небольших объемов и рассредоточенных работ по укреплению грунта вяжущими с темпом 700—800 м2 в смену базовой машиной является навесная дорожная фреза ДС-18А (Д-530А) на тракторе класса 10 тс (Т-ЮОМЗГП). Фреза разрыхляет и измельчает предварительно подготовленный и спланированный грунт автогрейдером и за 3—5 проходов обеспечивает качественное перемешивание грунта с вяжущими. Ширина захвата фрезы 2,5 м, глубина рыхления до 200 мм, рабочие скорости движения 0,1—0,3 км/ч. Качество грунтовой смеси, обработанной фрезой за пять проходов, гораздо выше, чем обработанной автогрейдером за 20—30 проходов по одному месту.

При улучшении грунтов цементом (рис. 2.36, а) дорожная фреза работает в комплекте с распределителем цемента ДС-9Б (Д-343Б). Бункерный распределитель цемента прицепной к трактору класса 3 тс загружается цементом автоцементовозами с пневморазгруз-кой. Распределитель сошниками вводит цемент в поверхностный слой измель-ценного грунта с равномерным его распределением при различных дозировках. Сошники внедряют цемент на глубину до 100 мм, благодаря чему он не распыляется и не нарушается рецептура смеси. Ширина распределителя 2,5 м, норма распределения цемента от 15 до 50 кг на 1 м2. Один распределитель обеспечивает работу двух фрез.

При улучшении грунтов битуминозными материалами дорожная фреза, оборудованная битумным насосом и распределительной системой, работает в комплекте с большегрузными автобитумовозами (рис. 2.36, б). Питание фрезы битуминозными материалами осуществляется резино-металлическим рукавом длиной 25—30 м с накидными гайками, подвешенным на кронштейнах фрезы н задней площадке машины. Битумовоз работает с фрезой с включенным мультипликатором или на низшей скорости. Разность в скоростях битумовоза и фрезы ликвидируется периодической остановкой его и за счет небольшого волочения металлору-кава, имеющего значительную длину.

Уплотнение перемешанного грунта осуществляется самоходными пневмоколесными катками. Промышленность выпускает новый комплект подобных машин на базе колесных тягачей Т-158, состоящий из трех машин: навесной дорожной фрезы ДС-74 с устройством для точного дозирования битума и механической очистки сопл; цементовоза-распределителя ДС-72 с цистерной для цемента вместимостью 8 т, которая унифицирована с серийными цементовозами и имеет бункерный распределитель, оборудованный шнеком и сошниками; пневмо-колесного катка ДУ-37 седельного типа массой 15 т. Этот колесный комплект имеет производительность на 25% выше описанного гусеничного.

Рис. 2.36. Схема работы комплекта машин с дорожной фрезой по улучшению грунтов:
а — цементом; б — битуминозными материалами; 1 — автогрейдер; 2 — дорожная фреза ДС-18А на разрыхлении и измельчении; 3 — распределитель цемента ДС-9Б; 4 — цементовоз; 5 — поливочная машина; 6 —• дорожная фреза ДС-18А на перемешивании; 7 — самоходный пневмоколесный каток; в — битумовоз

Для больших объемов и поточного метода производства работ с темпом 2000—2500 м2 в смену базовой машиной является универсальный однопроходный грунтосмеситель на колесном ходу ДС-16В (Д-391В). Смеситель имеет четырехроторный рабочий орган для рыхления, измельчения и перемешивания материалов, емкости для цемента, битума и воды и системы для их распределения. Задние опорные пневмокатки осуществляют предварительную укатку смеси. Ширина захвата грунтосмесителя 2,4 м, глубина обработки до 250 мм, рабочие скорости движения 0,27—0,86 км/ч.

Грунтосмеситель работает в комплексе с автогрейдерами, оборудованными кирковщиками для планировки и рыхления грунта и самоходными пневмоколесными катками для окончательного уплотнения смеси. В зависимости от рода применяемых вяжущих материалов в комплект должны входить большегрузные автоцементовозы, водополивочные машины и авто-бнтумовозы.