Laboratoryjne projektowanie składu mieszanki stabilizacji
Podobnie jak w przypadku każdego rodzaju stabilizacji gruntu spoiwem przed przystąpieniem do robót najważniejsze jest odpowiednie zaprojektowanie mieszanki grunto-cementu wraz z odpowiednią ilością stosowanego dodatku. Każdy stabilizacja jest poprzedzona badaniami gruntu rodzimego, ale to wyniki wykonanych próbek dają ostateczny pogląd celowości stosowania danego spoiwa czy dodatku.
Recepta to dokument zawierający wyniki badań gruntu wraz z podaną ilością składników niezbędnych do wykonania założonego rodzaju stabilizacji. Ilość określonych składników powinna być na tyle optymalna, aby przy możliwie jak najniższej zawartości środków (spoiwo oraz dodatek) spełniać wymagane parametry zaprojektowanej warstwy konstrukcji nawierzchni czy ulepszonego podłoża.
Pomimo, że procesy stabilizacji cementem czy spoiwem drogowym nie różnią się wiele od stabilizacji hydrofobowej, której celem jest trwałe zwiększenie odporności gruntu na absorbcję kapilarną wody to w końcowym efekcie różnica między nimi jest znacząca, gdyż otrzymujemy warstwę o odmiennych właściwościach i parametrach fizycznych. Stąd też w przypadku stabilizacji środkiem hydrofobowym istnieje możliwość wykorzystania gruntów o parametrach mniej korzystnych niż grunty przeznaczone do stabilizacji wyłącznie cementem.
Recepta wykonywana jest dla jednego odcinka jednorodnego. W momencie, gdy rodzaj gruntu na realizowanym odcinku jest zmienny, liczba odcinków jednorodnych powinna odpowiadać liczbie wykonanych recept. Sporządzona recepta - przed przystąpieniem do prac - powinna zostać złożona do akceptacji przez Inspektora Nadzoru bądź Inżyniera Kontraktu.
Rodzaje badań przydatności gruntu do stabilizacji ziarnistym dodatkiem hydrofobowym
Grunty przeznaczone do wykonania warstwy stabilizacji ziarnistym dodatkiem hydrofobowym trwale zwiększającym odporność na absorbcję kapilarną wody (stabilizacja hydrofobowa) powinny posiadać odpowiednią ilość frakcji pylasto-ilastej. Właśnie te wymagania powodują, że stabilizacja hydrofobowa może być stosowana z gruntami rodzimymi mniej korzystnymi w porównaniu do stabilizacji przy pomocy spoiw tradycyjnych. Szczegółowe wymagania dotyczące gruntu lub mieszanki są podawane w odpowiednich Specyfikacjach Technicznych dla danej inwestycji.
Badania, jakie wykonywane są na etapie określania przydatności gruntu do stabilizacji to:
- krzywa uziarnienia,
- zawartość części organicznych,
- zawartość siarczanów w przeliczeniu na SO3,
- poziom pH,
- wilgotność optymalna,
- wskaźnik plastyczności,
- maksymalna gęstość objętościowa.
Badania w przypadku stosowania kruszywa, jako mieszanki doziarniającej:
- zanieczyszczenia (zawartość ciał obcych takich jak drewno, plastik, szkło),
- zawartość części organicznych,
- zawartość siarczanów w przeliczeniu na SO3
Badanie współczynnika S i R
Kolejnym krokiem w projektowaniu składu dla stabilizowanej warstwy jest wykonanie próbek gruntu stabilizowanych spoiwem i dodatkiem hydrofobowym. Wyznaczenie współczynników S i R dla jednego rodzaju gruntu lub mieszanki gruntowo-kruszywowej przeprowadza się na trzech próbkach. Zabieg doziarnienia może mieć na celu zarówno zwiększenie zawartości wymaganej drobnej frakcji w materiale, jak i uzupełnienie grubszej frakcji w celu poprawy urabialności materiału przez sprzęt do stabilizacji. Jeżeli próbki osiągną pełne nasycenie przed końcem badania należy zmienić skład mieszanki poprzez zastosowanie innego rodzaju doziarnienia lub jego innej ilości.
Sposób wykonania badania oraz określenia współczynników S i R wykonuje się w procedury IBDiM nr PB/TW-2/137:2012/2016.
Wyznaczanie modułu sprężystości (Younga)
Wyznaczanie modułu sprężystości może zostać wydane przez projektanta w obowiązującej dla stabilizacji hydrofobowej Specyfikacji Technicznej. Jest to pomiar stałej materiałowej wg procedury IBDiM nr PB/TW-2/138:2012:2016, odbywający się z wykorzystaniem dynamicznej maszyny wytrzymałościowej oraz cyfrowego układu pomiaru tzw. DIC (Digital Image Corelation).
Recepta – co powinna zawierać?
Podstawowe dana dotyczące recepty, w szczególności:
- nazwa inwestycji, zleceniodawcy,
- datę oraz miejsce pobrania gruntu,
- osobę, która sporządziła dokument,
- podstawę opracowania – normy, specyfikacje.
Ile trwa sporządzenie recepty? Zapraszamy do przeczytania artykułu.
Zestawienie składników wraz informacją o dokładnym ich dozowaniu
Ilość spoiwa oraz ziarnistego dodatku hydrofobowego jest obliczana w odniesieniu do maksymalnej gęstości objętościowej suchej masy grunt i jest podawana w kg/m3, a następnie w zależności od projektowanej grubości warstwy przeliczana na kg/m2. Dla przykładu przy dozowaniu spoiwa na poziomie 60kg/m3 i założeniu grubości stabilizacji 35cm, ilość wymaganego dozowania spoiwa wyniesie 21kg/m3.
Wyniki badań gruntu
Recepta powinna zawierać wszystkie wyniki badań zgodne z daną specyfikacją techniczną. W przypadku stosowania doziarnienia recepta powinna posiadać zbadane krzywe uziarnienia dla gruntu, doziarnienia oraz mieszanki gruntowo-kruszywowej.
Wytrzymałość na ściskanie
Badania wytrzymałości na ściskanie (Rc) tak jak dla stabilizacji cementem lub spoiwem w przypadku stabilizacji hydrofobowej także mogą być wykonywane. Pomimo że większości przypadków nie są one wymagane spotyka się sytuacje, w których zarządca wskaże je także do zakresu badań kontrolnych. Należy pamiętać, że dla stabilizacji hydrofobowej uzyskującej charakter warstwy podatnej wydawana jest zdecydowanie mniejsza zawartość cementu (w większości przypadków 2%) w porównaniu do klasycznej stabilizacji cementem.
Badania odbiorowe
Odbiór warstwy na budowie odbywa się przy użyciu powszechnie stosowanej metody pomiaru wtórnego modułu odkształcenia E2 za pomocą płyty statycznej VSS. Natomiast podczas samego wykonania warstwy pobierane są próbki stabilizacji w celu kontroli głównego parametru stabilizacji hydrofobowej, czyli współczynników S oraz R. Każdorazowo po przebadaniu próbek stabilizacji opracowywany jest dokument, jakim jest raport powykonawczy.
