Spoiwa drogowe są produktem bardzo uniwersalnym. Można je stosować w celu doprowadzenia gruntu do odpowiedniej kategorii nośności, ale również do tego, aby uzyskać wymaganą klasę wytrzymałości dla podbudowy. Hydrauliczne spoiwa drogowe są również doskonałym materiałem do osuszenia gruntów przed docelową stabilizacją lub ułożeniem kolejnych warstw konstrukcyjnych korpusu drogowego. Jednym z takich spoiw są spoiwa drogowe GRUNTAR produkowane przez HOLCIM POLSKA S.A.. Na podstawie przykładu budowy linii kolejowej wykazano uniwersalność spoiwa Gruntar 22,5 HRB E3 w różnych warunkach gruntowych.
Zastosowanie spoiwa miało na celu wzmocnienie nasypu kolejowego. Co istotne – każdy materiał hydraulicznie wiążący wymaga wody w celu zainicjowania procesu hydratacji. W omawianym przypadku wystąpiło kilka czynników, które pierwotnie miały negatywny wpływ na nośność warstwy docelowej przed ulepszeniem hydraulicznym. W omawianym przypadku – budowa linii kolejowej, była konieczność osiągnięcia modułów odkształcenia na poziomie Ev2≥60 MPa, w celu kontynuowania prac związanych z ułożeniem konstrukcji pod tory kolejowe. Materiałem, który wymagał ulepszenia był ił gliniasty, dla którego zastosowano doziarnienie frakcją 31,5/63,0 mm z rozbiórki podtorza. Na pierwszy rzut oka materiał był bardzo suchy, co mogło wpłynąć negatywnie na praktyczne zastosowanie spoiwa [Rys. 1].
Rys. 1. Wymieszany materiał w celu ujednorodnienia przed dozowaniem spoiwa
Podjęto decyzję o ujednorodnieniu materiału poprzez wymieszanie recyklerem na głębokość 40 cm oraz doprowadzenie do wilgotności optymalnej materiału. Mimo że w podłożu znajdował się ił/glina ilasta, co stanowi bardzo trudne i nienośne warunki do budowania konstrukcji, to podjęto się wyzwania ulepszenia gruntu nie tylko poprzez doziarnienie kruszywem, ale również hydraulicznie poprzez dodatek spoiwa. Dodano Gruntar 22,5 HRB E3 w ilości 4% do 1 m3 gruntu, co stanowi około 63 kg/m3 dla zastosowanego rodzaju gruntu, co w przeliczeniu na 1 m2 wynosi ok 26 kg/m2 przy miąższości 30 cm. Jednak należało również doprowadzić materiał do odpowiedniej wilgotności. Podjęto decyzję, aby najpierw zadozować odpowiednią ilość spoiwa, wymieszać materiał, aby nie zbił się w większe grudki (problem pojawiający się przy gruntach spoistych) i dopiero potem doprowadzić warstwę podbudowy do wilgotności optymalnej. [Rys. 2., Rys. 3.].
Rys. 2. Dozowanie odpowiedniej ilości spoiwa
Rys. 3. Materiał po wymieszaniu ze spoiwem.
Po wymieszaniu materiału ze spoiwem należało doprowadzić go do wilgotności optymalnej. Wilgotność optymalna, to taka w której następuje maksymalne zagęszczenie gruntu w jednostce objętości. Woda jest również potrzebna do zainicjowania procesu hydratacji [Rys. 4]. Należy dodać, że w opisywanym przypadku kolejność wykonywania stabilizacji była odwrotna niż robi się to tradycyjnie. Jak już wcześniej wspomniano, wymieszano suchy materiał w celu maksymalnego rozdrobnienia recyklerem. Dopiero po tym zabiegu dolano wody.
Rys. 4. Doprowadzenie do odpowiedniej wilgotności materiału
Po dolaniu wody jeszcze raz wymieszano materiał, po to aby ujednorodnić warstwę i zagęszczano walcem okołkowanym.
Rys. 5. Zagęszczanie walcem okołkowanym oraz gładkim
Bezpośrednio po zagęszczeniu walcem okołkowanym, gładkim stalowym oraz walcem tzw. „guma" wykonano badania nośności warstwy płytą dynamiczną LDP. Uzyskano wyniki na poziomie 26-46 MPa, w zależności od miejsca badania, co w porównaniu z badaniem przed ulepszeniem spoiwem hydraulicznym, gdzie wyniki wynosiły na poziomie ok 10 MPa poprawiło natychmiastowo znacznie nośność warstwy [Rys. 6]
Rys. 6. Wynik wskaźnika odkształcenia Evd po ulepszeniu spoiwem hydraulicznym.
Docelowo jednak najważniejsze było, aby uzyskać wymagany efekt wizualny oraz jakościowy w procesie odbiorowym. Po 12 godzinach od wykonania stabilizacji spoiwem GRUNTAR 22,5 HRB E3 wykonano badania nośności płytą statyczną VSS, gdzie uzyskano nośności na poziomie:
1. Ev1=50 MPa; Ev2=76 MPa, przy I0≤2,2
2. Ev1=35 MPa; Ev2=68 MPa, przy I0≤2,2
3. Ev1=67 MPa; Ev2=101 MPa, przy I0≤2,2
Parametrem odbiorowym była nośność na poziomie Ev2≥60 MPa. Uzyskano już takie wartości po 12 godzinach od zakończenia zagęszczenia stabilizacji. W kolejnych odcinkach budowy linii kolejowej była możliwość optymalizacji pod kątem zużycia spoiwa z jednoczesnym zapewnieniem odpowiednich parametrów jakościowych warstwy. Ulepszanie warstw drogowych hydraulicznymi spoiwami jest nie tylko uzasadnione pod kątem jakościowym, ale również ekonomicznym. W tym celu należy dobrać odpowiednią ilość spoiwa w celu uzyskania żądanych parametrów odbiorowych
warstwy [Rys. 7].
Rys. 7. Warstwa po 12 godzinach od wykonania stabilizacji hydraulicznym spoiwem drogowym Gruntar 22,5 HRB E3.
Zapisz
się do newslettera:
