Технологія будівництва дорожніх підстав) з неактивних шлаків
Опалення, водопостачання, каналізація
У відвалах многомарганцовистых сірчистих і глиноземистих шлаків міститься до 85% шматків, які потребують попереднього дроблення. Практично необхідне лише його сортування.
У зв'язку з цим при будівництві дорожніх основ потрібно дотримуватися наступної черговості технологічних операцій:
- укладання в нижній шар основи товщиною 20 см (щільному стані) гігантського шлакового щебеню крупністю 70-120 мм;
- дроблення трьома-п'ятьма проходами вібраційної ковзанки зі змінними вальцями; кулачковими або ґратчастими (по одному сліду) до найбільшого розміру шлакових щебенів 70 мм; у процесі дроблення шлак водополивальної машиною рівномірно поливають водою в залежності від погодних умов місцевості з розрахунку 3-5 л/м2;
- будь-яким катком, але краще самохідним комбінованої дії масою 16 т ущільнюють з обов'язковим рівномірним поливанням водою в три-чотири прийоми із загальною витратою в літній період року не менше 15—16 л/м2;
- розподіл автогрейдером дрібнішого щебеню розміром 10-20 мм на товщину шару не менше D (де D - максимальний розмір шлакових щебенів);
знову ущільнюють тим же ковзанкою з поливкою водою (СНиП III.40.78).
Але шлаковий щебінь крупністю менше 70 мм доцільніше розсипати звичайним щебенеукладачем.
Якщо поверхня основи неоднорідна по крупності щебінь, то місцями змушені розпушувати шлак і додавати дрібніший або більший і відновлювати ущільнення з поливання водою.
У разі високої пористості верхньої частини дорожніх основ додатково розсипають заздалегідь заготовлену шлакову дрібницю товщиною шару до 2 см і чотирма-п'ятьма проходами ковзанки заповнюють пори між окремими більшими щебенями.
Замість шлакової дрібниці доцільніше розсипати гранульований шлак, якщо його можна отримати. При високій міцності кислого шлаку, особливо при наявності в шлаку шамотного бою більше 8-10% (за обсягом), можна розсипати і клинець навіть з вапняку 3 марки. На цій підставі після підгрунтування влаштовують покриття будь-якого типу.
У відвалах нерідко є бій шамотної цегли, включення металу і окремі брили, що спеклися, об'ємом в 1—2 м3. У зв'язку з цим для дроблення потрібні копри, у чому немає необхідності розробки доменних шлаків. Але тепер на багатьох металургійних заводах у відвалах дроблять шлак із отриманням фракційного шлакового щебеню розміром до 70 мм. З нього і влаштовують основи за принципом заклинки товщиною, встановленою розрахунком. Розподілений шар шлакового щебеню фракції 40-70 мм прикочують чотирма-шістьма проходами дорожньої самохідної вібраційної ковзанки з гладкими вальцями масою 6-8 т. Потім розподіляють шаром в один щебінь кам'яну дрібницю крупністю 5-10 мм. І надалі ущільнюють дорожнім самохідним катком комбінованої дії масою 16 т, або самохідним котком пневмоколісним масою не менше 20т. з поливання водою.
У багатьох районах обмежуються укладанням двошарового асфальтобетонного покриття товщиною всього 8 см тільки при добре ущільненій шлаковій основі. Товщина шлакової основи, що дорівнює 30-35 см (в ущільненому стані), укладеного безпосередньо на дрібний супісок або легкі суглинки при інтенсивності руху до 3000-3500 авт./сут (на смугу руху), виявилася достатньою навіть у районах II дорожньо-кліматичної зони.
Підстави досягають високої щільності та цілком придатні для укладання покриття.
У разі свіжого шлаку, що не розпадається, в гарячому стані на копрі окремі брили-чушкидроблять. Гарячий шлак легко розколюється на шматки розміром 25-30 см у поперечнику. Надалі шматки розколюють до розміру 16-20 см і укладають на дно корита. Зверху розсипають неактивний дрібний шлаковий щебінь крупністю до 40 мм завтовшки шару не менше 10 см.
Після попередньої підкатки з поливанням водою вирівнюють поверхню основи шлаковою дрібницею і відновлюють ущільнення будь-якими котками, крім ковзанок з гратчастими або кулачковими вальцями масою більше 16-20 т з числом проходів не менше 18-20.
Якщо марка шлаку вище 1200, то здебільшого важко досягти щільного стану шлакової основи. При використанні відвального кислого шлаку доводиться створювати замикаючий шар шляхом розсипу основного шлаку крупністю менше 40 мм, гранульованого шлаку або вапнякового щебеню розміром 20-40 мм.
Основний відвальний шлак, гранульований шлак або вапняковий щебінь вдавлювалися в порожнечі між великими міцними шлаковими щебенями. При багаторазовому рівномірному поливанні водою забезпечується монолітність та щільність основи.
Такі конструкції дорожнього одягу з асфальтобетонними покриттями з 1951-1952 р. відмінно працюють на багатьох вулицях Москви, Волгограда, Ворошиловграда та інших міст.
Кислі неактивні сталеплавильні шлаки важко ущільнюються. Потрібний додатковий розсип активних шлаків. Ущільнюють самохідними котками комбінованої дії масою 16 т з поливом водою. Коефіцієнт ущільнення 1,35. У момент здачі вулиць в експлуатацію модуль пружності шару шлаку зазвичай становить не менше 400 МПа. Через 3 роки, як виявилося, його значення підвищувалося до 500 МПа за рахунок збільшення щільності шару, який набуває монолітності.
Глибина промерзання дорожнього одягу зі шлаковою основою в містахМоскві, Волгограді, Макіївці та інших на 15-20% менше, ніж при основах з кам'яного щебеню, особливо вивержених гірських порід.
У випадку шару з марганцевих шлаків, укладених за способом просочення з поверхневою обробкою, технологія влаштування дорожніх одягів, рекомендована Союздорнії, дещо відрізняється від наведеної вище:
- на ґрунт безпосередньо укладають рядовий відвальний шлак крупністю 70-120 мм товщиною шару 25 см з урахуванням коефіцієнта ущільнення, що дорівнює 1,35;
- підкочування шлаку будь-якими котками три-чотири проходи по одному сліду;
- ущільнення вібраційними котками зі змінними вальцями масою не менше 27 т з числом проходів не менше 15-20 та поливкою водою;
- розсип шлакового щебеню розміром 10-20 мм завтовшки шару 6-8 см;
- ущільнення тим самим ковзанкою масою 27 т п'ять-сім проходів; розлив бітуму БНД 130/90 у кількості 4,5 л/м2;
- розсип шлакового щебеню крупністю 10-20 мм завтовшки шару не більше 20 мм;
- Ущільнення знову тим же катком чотири-п'ять проходів;
- розлив того ж бітуму з розрахунку 2,3 л/м2;
- розсип шлакової дрібниці крупністю 5-10 мм завтовшки шару 10 мм;
- ущільнення самохідним пневмоколісним катком масою 20 т (чотири-п'ять проходів);
- пристрій поверхневої обробки шляхом розливу бітуму в кількості 1,2 л/м2 і знову розсип шлакової дрібниці крупністю 5-10 мм з наступним котуванням самохідними котками комбінованої дії масою 16 т. У разі високої температури повітря може знадобитися розсип і шлакових висівок крупністю мм.
При ущільненні необхідно враховувати значну крупність кислого щебеню. У процесі ущільнення вібраційними котками зі змінними вальцями масою 27 т шлакові щебені крупністю понад 40 мм.дробляться на дві-три частини, що знижує міцність основи. Тоді дещо зменшують кількість їхніх проходів.
Але не можна допускати недоущільнення шлакової основи, щоб запобігти утворенню нерівностей на поверхні покриття в процесі експлуатації.
Крім того, слід мати на увазі, що зі збільшенням числа проходів катка підвищується однорідність шлакового щебеню і коефіцієнт його варіації щільністю не перевищує 0,15.
Влаштований за цією технологією дорожній одяг з удосконаленим полегшеним покриттям при інтенсивності руху до 2500 авт./сут цілком надійний у районах III—V дорожньо-кліматичних зон. У разі більшої інтенсивності руху, а також у ІІ зоні будують асфальтобетонне покриття.
Якщо відсутні органічні в'яжучі, то в IV-V дорожньо-кліматичних зонах на ділянках І типу зволоження, щоб уникнути утворення «шлакового катуна», розсипають глину з числом пластичності понад 27 товщиною шару 2-4 см залежно від крупності ущільненого шматкового шлаку. Двома-трьома проходами найлегшої ковзанки, наявної, роздавлюють ґрунтові агрегати і під тиском струменя води глинисті частинки заповнюють порожнечі верхньої частини шлакового шару. Завдяки великій питомій поверхні глини водяні пари конденсуються на глинистих частинках і тому шлаковий шар як би знаходиться у вологому стані. Майже немає і пил.
Підстави з конверторних шлаків влаштовують порівняно недавно. Попередньо їх треба витримувати в штабелях висотою 1,0—1,5 м 3—4 міс протягом осінньо-зимового періоду на складах, причому шлаковий розплав слід охолоджувати водою. В інші періоди року штабелі слід рясно поливати. Під впливом вологи та температури прискорюється процес розпаду шматкового шлаку, щопідтверджується досвідом Тамбовської обл. Після його дроблення і прогуркотання шлаковий щебінь за своїми властивостями аналогічний щебеню третьої марки щебеню вивержених порід. Через два роки основи нагадують шлакобетон з межею міцності на стиск 4-5 МПа, тобто міцність суттєво зростає не менше, ніж на 30-50%.
У процесі експлуатації необхідно відновлювати шар, що замикає, або при необхідності додатково розсипати гранульований шлак.
На відміну від медеплавильних шлаків електроплавильні шлаки неоднорідні і нерідко містять сильно збагачені вапном основні шлаки. Поряд із брилами та великими шматками міцного кислого шлаку у відвалах часто залягає шлак, схильний до вапняного розпаду.
Властивості таких шлаків аналогічні властивостям гірських порід 5-ї марки, що застосовуються лише для влаштування нижньої частини дорожніх основ. Але щебінь, що отримується при дробленні тільки кислого шлаку, після сортування придатний навіть для влаштування дорожніх підстав за принципом заклинки та покриттів будь-якого типу.
При вибірковій розробці кислих шлаків, колці окремих брил їх використовують і у вигляді грубоколотої шашки для бруківок.