تکتونیک کارمانیا

تثبيت لايه هاي خاکريز و روسازي راه ها

 1- کليات

 1-1 تعريف تثبيت

تثبيت خاک به اصلاح و بهبود خواص فيزيکي و مهندسي آن براي تامين يک رشته اهداف از پيش تعيين شده اطلاق مي شود. تثبيت خاکها به طرق گوناگون نظير روش هاي مکانيکي، شيميايي، فيزيکي، بيولوژيک ( روياندن گياه)، و روش الکتريکي امکان پذير است.

1-2 اهداف تثبيت

برخي از خاکها به علت مشخصات فني نامطلوب و يا دارا بودن مقادير قابل توجهي رس يا لاي براي عمليات راه سازي نا مرغوب محسوب مي شود.

 

اهم اهداف تثبيت خاک تامين يک يا تعدادي از موارد زير است:

1.       استفاده هاي موثر از قرضه هاي جانبي

2.      اصلاح خاکهاي نرم و کم مقاومت

3.     افزايش دوام خاک

4.      افزايش مقاومت باربري خاک

5.     کاهش نفوذپذيري

6.      کاهش تورم و انقباض خاک

7.     کاهش رطوبت خاک

8.     کاهش دامنه خميري خاک

9.      جلوگيري از فرسايش خاک

10.    کاهش ضخامت لايه هاي روسازي

11.    ايجاد لايه هاي اساس و زيراساس با قابليت باربري بيشتر

12.   بازسازي روسازي هاي فرسوده با استفاده از مصالح موجود

13.  آماده سازي محوطه اي براي اجراي آسانتر عمليات ساختماني

14.   کاهش گرد و غبار

15.  صرفه جوئي در مصرف مصالح

16.   صرفه جوئي در مصرف انرژي

17.  تسريع در عمليات اجرائي

 

2-تثبيت خاک و مصالح دانه اي با آهک

 

آهک انواع مختلف داردکه متداولترين :

الف: آهک زنده  (CaO )

ب: آهک شکفته ( Ca (OH) 2 )

ج:آهک زنده دولوميتي (CaO+MgO)

د: آهک شکفته دولوميتي  ((Mg(OH)2 or Ca (OH)2

آهک زنده ماده اي است با رنگ متمايل به سفيد که درجه ذوب آن بين 2580 تا 2750 درجه سانتيگراد متغير است. وزن مخصوص آهک زنده بين 1/3 تا 3/3 گرم بر سانتيمتر مکعب مي باشد.

آهک زنده در مقايسه به آهک شکفته تغيير حجم بيشتري دارد. بطور متوسط تغيير حجم آهک زنده به آهک شکفته 5/2 تا 3 برابر بيشتر است. تبديل آهک زنده به آهک شکفته همراه با تغيير در وزن مخصوص آن انجام مي شود، بطوري که پس از شکفته شدن وزن مخصوص آن به حدود 2/2 تا 4/2 گرم بر سانتيمتر مکعب کاهش مي يابد.

بطور کلي آهک زنده ماده تثبيت کننده مؤثري نسبت به آهک شکفته است و اگر بصورت دوغاب به خاک اضافه شود مقاومت بيشتري را نسبت به موقعيکه به صورت پودر اضافه مي شود ايجاد مي کند.

2-1 خاک مناسب براي تثبيت با آهک

آهک اصولاً براي تثبيت خاکهاي ريزدانه که دامنه خميري آنها بزرگتر از 10 و خاکهاي رسي خيلي خميري ( PI  > 35) مناسب است. آهک براي تثبيت خاکهايي که حاوي مقدار بيش از دو درصد مواد آلي و همچنين حاوي مقدار بيش از نيم درصد سولفات قابل حل در آب مي باشند مناسب نيست.

بطور کلي خاکهايي که در طبقه بندي يونيفايد در گرو ههاي SP-SC, CH-, CL, MH, GW-GC, GP-GC, GM-GC, SM-SC, SC, SM, SW-SC و يا در طبقه بندي اشتو در گروههايA4 -A5- A6- A7 و A2 قرار دارند قابليت تثبيت شدن با آهک را دارا هستند.

تجربه نشان داده است خاکهايي که PH آنها کمتر از 7 است ويا حاوي مقدار بيش از يک درصد مواد آلي کربن دار هستند و واکنش خوبي با آهک ندارند.

2-2 طرح تثبيت خاک با آهک

هدف اصلي از طرح تثبيت خاک با آهک تعيين درصد آهک مناسب براي خاکي با مشخصات معين است که بايد در شرايط مشخصي از نظر قرارگيري لايه در زير سازي و يا روسازي و شرايط محيطي منطقه اي که راه از آن مي گذرد استفاده شود. متغير اصلي در طرح تثبيت يک خاک معين درصد آهک است زيرا خصوصيات و ويژگيهاي خاک ثابت است.

درصد مناسب آهک بايستي پس از ارزيابي تاثير درصدهاي مختلف آهک بر مشخصات فني مورد نظر خاک تثبيت شده با آهک تعيين شود.

درصد تثبيت آهک براي تثبيت خاکها برحسب درصد وزني خاک خشک تعيين          مي شود.

طرح تثبيت خاک با آهک در آزمايشگاه با توجه به معيارهاي طرح شامل مراحل زير است:

الف: آماده کردن نمونه ها

ب: عمل آوردن نمونه ها

ج: انجام آزمايشهاي لازم

د: تعيين درصد آهک مناسب

 

2-2-1 آماده کردن مخلوطهاي خاک و آهک به اين ترتيب انجام مي شود که ابتدا مقدار معيني خاک و آهک بصورت خشک با يکديگر مخلوط شده و سپس مقدار آب لازم به آن اضافه شده و به خوبي مخلوط مي شوند.

نحوه تراکم و وزن مخصوص نمونه هاي متراکم شده بايد کنترل شود.

 

2-2-2 دما، رطوبت و مدت زمان عمل آوردن نمونه هاي آزمايشي نيز بايد کنترل شود. در موارديکه مقاومت آني مخلوط خاک و آهک مورد نظر است عمل آوردن  نمونه ها لزومي نداشته و پس از تراکم نونه ها مي توان آزمايشهاي لازم را بر روي آنها انجام داد.

بطور معمول و در صورتيکه مقاومت آني مخلوط خاک و آهک مورد نظر نباشد      نمونه هاي خاک تثبيت شده با آهک بايد قبل از انجام آزمايشهاي لازم بر روي آنها به مدت 28 روز در دماي 23 درجه سانتيگراد عمل آورده شوند. شرايط عمل آوردن تسريع شده نيز شامل عمل آوردن نمونه ها به مدت 48 ساعت در دماي 50 درجه سانتيگراد است. توصيه مي شود که براي جلوگيري از کربناته شدن آهک و همچنين جلوگيري از کاهش رطوبت نمونه ها عمل آوردن نمونه ها در پوشش هاي پلاستيکي و يا ظروف دربسته انجام شود.

 

2-2-3 تعيين درصد آهک مناسب

روشهاي زيادي براي طرح مخلوطهاي خاک و آهک وجود دارد که از نظر هدف و منظور از تثبيت خاک مي توان آنها را به در گروه تقسيم کرد. گروه اول شامل روشهايي است که هدف از تثبيت خاک کاهش خواص خميري کاهش تورم و يا افزايش مقاومت آني است.گروه دوم شامل روشهايي است که هدف اصلي از تثبيت خاک افزايش مقاومت و دوام مصالح است.

2-2-3-1 براي تعيين درصد آهک مناسب جهت اصلاح خواص خميري خاکهاي ريزدانه، ابتدا خاک و آهک و آب با يکديگر بخوبي مخلوط و سپس به مدت يک ساعت به همان حالت شل رها مي شود تا واکنشهاي اني بين خاک و آهک به وقوع بپيوندند.درصد آهک مناسب براي يک خاک درصد آهکي است که دامنه خميري يا حد رواني مورد نظر را تامين نمايد.

 

2-2-3-2 براي ارزيابي و بررسي افزايش CBR خاکها و همچنين تعيين درصد تورم خاکهاي اصلاح شده با آهک از آزمايش CBR استفاده مي شود.

 

2-2-3-3 براي تعيين درصد آهک مناسب جهت افزايش مقاومت از نتايج آزمايش فشاري تک محوري بر روي نمونه هاي خاک تثبيت شده با آهک استفاده مي شود.نحوه انجام اين آزمايش به اين ترتيب است که ابتدا آب و آهک و آب بخوبي با يکديگر مخلوط شده و سپس با استفاده از روش تراکم اشتو T-99 نمونه هاي استوانه اي شکل ساخته مي شوند. نمونه هاي بدست آمده به مدت و دماي مورد نظر در اين آزمايش عمل آورده شده و سپس تحت آزمايش فشاري تک محوري قرار  مي گيرد.

 

2-3 عمليات اجرايي تثبيت خاک با آهک

مراحل اجرايي عمليات تثبيت خاک با آهک شامل آماده کردن خاک، پخش آهک، اختلاط و آب پاشي، کوبيدن و تسطيح و عمل آوردن مخلوط مي شود.   

 

2-3- 1 آماده کردن خاک

در هنگام شخم زني و پس از آن و همچنين در حين خرد و نرم کردن خاک بايد کليه مصالح نامناسب نظير ريشه و کنده درختان، مواد کودي و گياهي، دانه هاي بزرگ تر از 63 ميليمتر وساير مواد زايد جمع آوري و خارج شوند بطوريکه خاک آماده شده عاري از هر گونه مواد زايد خارجي باشد. مرطوب کردن خاکهاي خشک قبل از عمليات شخم زني نيز باعث تسهيل در اين عمليات مي شود.بطور کلي لازم است که حدود 5/0 سانتيمتر از سطح لايه تثبيت شده خاک با آهک با استفاده از تيغه گريدر تراشيده مي شود زيرا کيفيت اين مصالح که در معرض هوا قرار دارد بدليل کربناته شدن مرغوب نيست.

 

2-3-2 پخش آهک

      پخش آهک برروي خاک آماده شده به طرق مختلف که عبارتند از : پخش دستي با وسايل مکانيکي بصورت خشک يا دوغاب ويا تزريق با فشار امکان پذير است.

 

2-3-3 اختلاط خاک و آهک

به سه روش خاک و آهک با يکديگرمخلوط مي شود. اين روشها عبارتند از : روش اختلاط در محل، روش اختلاط در کارخانه و روش تزريق با فشار. روش اخيرالذکر بيشتر براي پايداري پي ساختمانها و پلها کاربرد دارد.

 

2-3-4 کوبيدن مخلوط خاک وآهک

کوبيدن مخلوط خاک آهک آماده شده بايد بلافاصله پس از آن که مخلوط خاک و آهک بخوبي آب پاشي و مخلوط انجام شود.

کوبيدن و متراکم کردن در دو يا سه مرحله انجام ميشود. براي مرحله اول کوبيدن مصالح تثبيت شده بهتر است که از غلطک هاي پاچه بزي لرزنده استفاده شود و عمليات تراکم تا زماني که ديگر پاچه هاي غلطک در مصالح کوبيده شده فرو نرود ادامه داشته باشد. براي مرحله دوم غلطک زني از غلطک هاي چرخ لاستيکي استفاده شود.در برخي موارد ممکن است از غلطک هاي چرخ فولادي براي مرحله سوم و کوبيدن نهايي مصالح تثبيت شده با آهک استفاده شود.

 

2-3-5 عمل آوردن مصالح تثبيت شده با آهک

حداکثر مقاومت و دوام خاکهاي تثبيت شده با آهک بستگي به نحوه عمل آوردن آنها دارد عواملي که در عمل آمدن خاکهاي تثبيت شده با آهک مؤثر هستند     عبارتند از : درجه حرارت، رطوبت و زمان، دماي در حدود 4 تا 10 درجه سانتيگراد و رطوبت بهينه از شرايط مساعدي براي عمل آمدن مصالح تثبيت شده آهک است. براي عمل آوردن مصالح تثبيت شده با آهک بعد از تکميل عمليات کوبيد لايه  مي توان با پخش 5/0 تا 1 ليتر قير محلول و يا قير امولسيون از خشک شدن آن جلوگيري نمود و يا با آبپاشي سطح آن را مرطوب نگهداشت.

 

2-3-6 کنترل سطح تمام شده

سطح تمام شده لايه تثبيت شده با آهک تا قبل از اجراي عمليات قشر روي آن بايد مرطوب نگه داشته شود و از عبور و مرور وسايل نقليه بر روي آن جلوگيري شود. درصورتيکه لايه تثبيت شده بايد الزاما براي مدتي زير ترافيک قرار گيرد بايد با يک لايه از قير محلول و يا امولسيون قير پوشش داده شود و از تردد بر روي سطح اندود شده تا سه روز جلوگيري شود. مقدار قير اندود براي پوشش خاک تثبيت شده برابر 7/0 کيلوگرم در هر متر مربع مي باشد.

 

3- تثبيت خاک و مصالح شني با سيمان پرتلند

 بطور کلي هر خاکي که حاوي کمتر از 2 درصد مواد آلي بوده و مقدار سولفات قابل حل در آب آن از مقادير مشخص شده تجاوز نکند قابليت تثبيت شدن با سيمان پرتلند را دارد .

در تثبيت خاک با آهک فعاليت پوزولاني براي فعل و انفعال شيميايي خاک با آهک از طريق ترکيبات موجود در خاک تامين مي شود در صورتيکه مواد پوزولاني براي تثبيت خاک با سيمان بصورت با لا قوه در سيمان وجود دارد و از طريق خاک تامين نمي گردد.آب مصرفي براي تثبيت خاک با سيمان نبايد حاوي بيش از ppm 500 يون سولفات باشد.مکانيز تثبيت خاک با سيمان مشابه مکانيزم تثبيت خاک با آهک است.

 

3-1 خاک مناسب جهت تثبيت با سيمان

بطور کلي چنانچه دامنه خميري خاک بيش از 30 باشد عمل اختلاط خاک با سيمان دشوار بوده و تثبيت بخوبي انجام نمي گيرد. در اينگونه موارد چنانچه تثبيت خاک با سيمان همچنان مد نظر باشد بهتر است که براي پايين آوردن خواص خميري خاک ابتدا از آهک و سپس از سيمان براي تثبيت خاک استفاده مي شود. درصد سيمان براي تثبيت خاکهاي خوب دانه بندي شده که داراي ضريب يکنواختي بزرگتر از 5 هستند ( نظير شن و ماسه ) به مراتب کمتر از خاکهاي ريزدانه بد دانه بندي شده مي باشد.

مشخصات فني خاکهاي تثبيت شده با سيمان بستگي به جنس خاک مقدار سيمان وزن مخصوص خاک تثبيت و کوبيده شده کيفيت اختلاط سيمان و خاک شرايط عمل آوردن مخلوط و زمان دارد. مقاومت خاکهاي تثبيت شده با سيمان در اثر مرور زمان افزايش مي يابد.

سيمان بر خاکهاي ماسه ايکه حاوي بيش از دو درصد از مواد آلي هستنديا PH آنها کمتر از 3/5 است اثر چنداني ندارد سيمان بهترين اثر را بر خاکهاي شني و ماسه اي خوب دانه بندي شده دارد.

 

3-2 طرح تثبيت خاک با سيمان

هدف از طرح تثبيت خاک با سيمان تعيين درصد سيمان براي خاکي با مشخصات معين است. درصد سيمان انتخاب شده نه تنها بايد اهداف تثبيت خاک را تامين کند بلکه بايد از نظر اقتصادي نيز توجيه پذير باشد.

درصد سيمان اوليه تثبيت براي خاکها علائه بر هدف تثبيت خاک بستگي به دانه بندي و درصد ريزدانه خاک دارد . بطور کلي درصد سيمان لازم با افزايش درصد رس و لاي در خاکها افزايش مي يابد. معمولاً درصد سيمان لازم براي تثبيت خاکهاي شني و ماسه اي خوب دانه بندي شده کمتر از خاکهاي شني و ماسه اي بد دانه بندي شده است. پس از آنکه درصد سيمان براي تثبيت يک خاک تخمين زده باشد بايد       نمونه هايي با درصدهاي مختلف سيمان ساخته شود و در آزمايشگاه مشخصات فني خاک تثبيت شده با سيمان مورد بررسي و ارزيابي قرار گيرد و با توجه به اهداف تثبيت درصد سيمان لازم انتخاب شود.

 

3-2-1 تعيين درصد سيمان لازم

معمولاً از سه روش آزمايش متداول و استاندارد شده که عبارتند از: وزن مخصوص- درصد رطوبت (ASTM D558) آزمايش تر و خشک شدن (ASTM   D559) و آزمايش يخبندان و ذوب((ASTM D560 براي درصد سيمان لازم به منظور تثبيت خاکها با سيمان استفاده مي شود

 

3-3 عمليات اجرايي تثبيت خاک با سيمان

مراحل عمليات اجرايي تثبيت خاک با سيمان مشابه مراحل عمليات اجرايي تثبيت خاک با آهک است با اين تفاوت که سيمان يک ماده زودگير است و به همين دليل بايد طول راه بايد به قطعات کوچک تقسيم شود تا بتوان تمام عمليات تثبيت خاک با سيمان از جمله کوبيدن و تراکم نهايي خاک را قبل از گيرش سيمان به پايان رساند. اين طول بين 100تا450 متر بوده و بستگي به روش انجام عمليات تثبيت خاک با سيمان ، درجه حرارت و رطوبت هوا، ضخامت لايه، نوع و تعداد ماشين آلات و تجربه فني افراد دارد . مدت اجراي عمليات ساختماني هر قطعه براي هر يک از     لايه هاي روسازي از زمانيکه سيمان به مصالح اضافه مي شود تا پايان عمليات تراکم نبايد از 5 ساعت تجاوز کند.

عمليات تثبيت خاک با سيمان نبايد به هيچوجه در هواي سرد و تا زمانيکه خاک يخ زده است انجام شود. زمان مناسب براي تثبيت خاک با سيمان از موقعي از سال است که در آن درجه حرارت هواي محل پروژه بيشتر از 7 درجه سانتيگراد باشد و حداقل مدت يک هفته گرم باقي بماند.

مراحل و عمليات اجرايي تثبيت خاک با سيمان شامل آماده کردن خاک پخش سيمان ، اختلاط و آبپاشي، کوبيدن و تسطيح و عمل آوردن خاک تثبيت و متراکم شده با سيمان است.

 

3-3-1 آماده کردن خاک  

آماده کردن خاک براي تثبيت با سيمان شامل شيار دادن و شخم زدن خاک با استفاده از شانه گريدر يا تراکتور شخم زدن به ضخامت و عمق مندرج در نقشه هاي اجرايي و همچنين خرد و نرم کردن کلوخه هاي خاک مي شود.

پس از خرد و نرم کردن خاک بايد کليه مواد گياهي و دانه هاي سنگي بزرگتر از 75 ميليمتر جمع آوري و از خاک خارج شوند بطوريکه خاک آماده شده عاري از هرگونه مواد زائد خارجي براي پخش سيمان باشد.

 

3-3-2 پخش سيمان

 پخش سيمان بر روي خاک آماده شده عيناً مشابه پخش آهک بر روي مصالح انجام مي شود و ممکن است بصورت دستي و يا با استفاده از پخش کننده هاي مکانيکي بصورت خشک يا دوغاب انجام شود.پخش سيمان در دماي کمتر از 5 درجه سانتيگراد و هواي باراني به هيچوجه مجاز نيست.

 

3-3-3 اختلاط خاک با سيمان

اختلاط خاک با سيمان در محل با استفاده از تيغه گريدر و يا مخلوط کنهاي دوار به نحوي که شرح آن براي اختلاط خاک با آهک آورده شد انجام مي شود. عمل اختلاط خاک با سيمان بايد آنقدر ادامه پيدا کند تا رنگ مخلوط يکنواخت گردد.

 

3-3-4 کوبيدن مخلوط خاک و سيمان

مخلوط مرطوب بايد با استفاده از غلطک هاي مناسب متراکم شود.انتخاب نوع غلطک بستگي به نوع کار دارد. براي کوبيدن اوليه مخلوط بر حسب مورد از غلطکهاي پاچه بزي و يا چرخ لاستيکي و براي کوبيدن نهايي از غلطکهاي چرخ لاستيکي يا چرخ فولادي استفاده مي شود. عمليات تراکم بايد بلافاصله پس از افزودن آب به مخلوط خاک و سيمان حداکثر پس از آنکه 30 دقيقه از اختلاط خاک، سيمان و آب سپري شد شروع مي شود. عمليات تراکم براي لايه هاي روسازي بعد از آنکه آب به مخلوط خاک و سيمان اضافه شد بايد در مدت حداکثر 3 ساعت به پايان رسد. براي آنکه عمليات تثبيت و تراکم مخلوط خاک و سيمان بخوبي انجام شود حداکثر ضخامت متراکم شده در لايه هاي زيرسازي نبايد از 20 سانتيمتر تجاوز نمايند.

 

3-3-5 عمل آوردن خاک تثبيت شده با سيمان

از آنجا که مقاومت خاک تثبيت شده با سيمان بستگي به درجه حرارت رطوبت و زمان دارد. يک دوره 3 تا 7 روزه براي عمل آوردن خاکهاي تثبيت شده با سيمان لازم است. به همين دليل براي جلوگيري از خشک شدن سطح لايه تثبيت شده بايد آنرا مرطوب نگه داشت تا مخلوط خود را بگيرد. براي جلوگيري از تبخير رطوبت مخلوط معمولاً از حصير، پوشش هاي پلاستيکي، پارچه برزنت مرطوب و يا يک لايه نازک قير محلول کندگير يا تندگير و يا قير امولسيون استفاده مي شود.

 

4- تثبيت خاک و مصالح شني با قير

 مکانيزم تثبيت خاکها با قير بر خلاف مکانيزم تثبيت خاکها با آهک يا سيمان است. بدين معنا که افزايش مقاومت و تغيير در خواص خميري خاکها با آهک يا سيمان در نتيجه واکنش شيميايي و پوزولاني انجام مي شود، در صورتيکه قير يک ماده خنثي است بعلت داشتن خواص چسبندگي فقط باعث اتصال دانه ها و ذرات خاک قير اندود شده به يکديگر و افزايش مقاومت آن مي شود.

 

4-1 خاک مناسب جهت تثبيت با قير

انتخاب نوع قير براي تثبيت خاکها بستگي به عوامل زيادي از جمله جنس و بافت سطحي خاک، دانه بندي، درصد ريزدانه، دامنه خميري، شرايط جوي محل اجراي پروژه، ميزان ترافيک، نحوه عمليات تثبيت و اهداف تثبيت خاک با قير دارد. بطور کلي خاکهايي که براي تثبيت بستر روسازي مورد استفاده قرار مي گيرند نبايد بيش از 25 درصد مصالح مانده روي الک شماره 4 داشته و ارزش ماسه اي آنها کمتر از 25 درصد نباشد. از آن جهت که اندود کردن دانه هاي ريز با قير دشوار است ابتدا بايد اينگونه خاکها را از حالت کلوخه خارج و سپس کاملاً خرد نمود به نحويکه بتوان کليه دانه ها را بطور کامل با قير اندود کرد.

 

4-2 طرح تثبيت خاک با قير

تصميم گيري در مورد تثبيت خاک بستر راه با قير براي عمليات زيرسازي به مقدار زيادي بستگي به تجربه مهندسي و قضاوت حرفه اي و به ويژه توجيه فني و اقتصادي بودن تثبيت خاک با قير مورد بررسي و مطالعه قرارگيرد.

 

4-3 تثبيت مصالح لايه هاي روسازي

     طرح تثبيت مصالح روسازي با قير براي استفاده در لايه هاي روسازي در نشريه 101 و آيين نامه روسازي راهها، نشريه 234 سازمان مديريت و برنامه ريزي کشور ارايه شده است.

 

4-4 عمليات اجرايي تثبيت خاک با قير

عمليات اجرايي تثبيت خاک زيرسازي بستر راه با قير شامل آماده کردن خاک، پخش قير، اختلاط خاک با قير، عمل آوردن مخلوط و متراکم کردن آن است.

 

4-4-1 آماده کردن خاک

براي تثبيت خاک بستر راه با قير، ابتدا لازم است که سطح را به کمک کلنگ گريدر تا عمق و عرض مشخص شده شخم زده شود. در حين خورد و نرم کردن خاک و پس از آن بايد کليه مصالح نا مناسب نظير ريشه و کنده درختان و دانه هاي بزرگتر از 63 ميليمتر جمع آوري و از محوطه کار خارج شوند بطوريکه خاک آماده شده عاري از هر گونه مواد زائد خارجي باشد. سپس خاک شخم شده براي مدتي به حال خود رها مي شود تا خشک شود.

خاک آماده شده بايد براي پخش قير بر روي آن به شکل هندسي منظم با استفاده از تيغه گريدر در يک طرف راه ريسه شود.

 

4-4-2 پخش قير

پس از مشخص شدن درصد قير مناسب مقدار قير لازم براي پخش بر روي خاک ريسه شده توسط ماشين هاي قيرپاش مجهز به گرمکن، پخش شود.

قير مصرفي براي تثبيت خاک را مي توان با توجه به نوع خاک، شرايط جوي و اقتصادي و ساير امکانات محلي از بين قيرهاي محلول و يا قيرآبه ها انتخاب نمود.

 

4-4-3 اختلاط خاک و قير

پس از قير پاشي و قبل از آنکه درجه حرارت قير مايع از درجه حرارت هاي مجاز از اختلاط قير با خاک کمتر شود عمل مخلوط کردن خاک با قير با استفاده از تيغه گريدر و يا مخلوط کنهاي سيار انجام شود.

 

4-4-4 عمل آوردن

قبل از آنکه خاک تثبيت شده با قيرهاي مايع يا امولسيون متراکم شود بايد عمل آورده شود تا روغن هاي حلال قيرهاي محلول و يا آب قيرآبه ها ئيکه براي تثبيت خاک استفاده شده اند تبخير شود. عمل آوردن مخلوط از طريق هوا دادن آن انجام مي شود.

 

4-4-5 کوبيدن مخلوط قيري

پس از کسب اطمينان از عمل آمدن مخلوط قيري، بايد آن را با استفاده از تيغه گريدر در سطح راه پخش و سپس متراکم نمود. پخش مخلوط بايد طوري انجام شود که ضخامت نهائي متراکم شده آن از 2 تا 3 برابر حداکثر اندازه سنگدانه تجاوز  ننمايد. نوع غلطکهاي مناسب براي متراکم کردن اين مخلوطهاي قيري غلطکهاي چرخ فولادي تاندوم و غلطکهاي چرخ لاستيکي است.

 

4-5 تثبيت خاک و مصالح روسازي

انبساط قير با اضافه کردن آب سرد به قير داغ در يک مخزن تحت فشار کم انجام مي شود. اضافه کردن آب سرد به قير داغ در يک مخزن تحت فشار کم موجب بخار شدن آب و در نتيجه کف کردن قير و افزايش سريع حجم آن مي شود. در اين سيستم هيچگونه فعل و انفعال شيميايي اتفاق نمي افتد بلکه خصوصيات فيزيکي قير تغيير کرده و کند رواني آن بطور موقت و براي چند دقيقه به شدت کاهش پيدا       مي کند.

براي توليد کف قير مي توان از قير خالص نيز استفاده کرد. از روش کف قير و سيمان يا کف قير و آهک براي تثبيت رويه هاي شني و لايه هاي غير آسفالتي روسازي استفاده مي شود. عمليات تثبيت لايه هاي روسازي با کف قير- سيمان يا کف قير و آهک معمولاً بصورت درجا و با استفاده از يک دستگاه خودرو سيار که مجهز به يک شخم زن قوي براي تراشيدن و برداشت مصالح و همچنين يک سيستم توليد کف قير و يک مخلوط کن دوار و يک پخش کننده مکانيکي است انجام مي شود.

براي تثبيت مصالح لايه هاي روسازي با کف قير ابتدا لازم است که مصالح لايه مورد نظر به عمق مندرج در نقشه هاي اجرايي شخم زده شود و سپس بخوبي خرد و نرم شود. براي متراکم کردن خاکهاي تثبيت شده با کف قير معمولاً از غلطکهاي چرخ لاستيکي سنگين (23 تني يا بيشتر ) و يا غلطکهاي ارتعاشي چرخ فولادي تاندم ( 11 تني يا بيشتر) استفاده مي شود.

 

5- تثبيت خاکها با ترکيبي از مواد تثبيت کننده

 5-1 تثبيت خاکها با خاکستربادي و آهک (LFA)

در کشور صنعتي توليد کننده خاکستر بادي معمولاً اين ماده به همراه آهک يا سيمان براي تثبيت مصالح لايه هاي زير اساس روسازي هاي صلب استفاده مي شود. زيرا اگر خاکها و مصالحي که فقط با خاکستر بادي تثبيت شده اند در معرض يخبندان و ذوب مکرر و يا تغييرات رطوبت قرار گيرند به شدت از مقاومت و دوام آنها کاسته شده و خرد        مي شوند.

چنانچه از خاکستر بادي به همراه آهک که به اختصار با حروف LFA نمايش داده         مي شود براي تثبيت رويه هاي خاکي و شني استفاده شود لازم است که پس از تثبيت خاک روي آن با يک قشر آسفالت حفاظتي پوشش داده شود تا از فرسايش خاک تثبيت شده جلوگيري شود.

 

5-1-1 خاک مناسب جهت تثبيت با خاکستر بادي و آهک

 از LFA مي توان براي تثبيت خاکهاي با مشخصات و دانه بندي هاي مختلف استفاده کرد، ليکن خاکهائي که حاوي مقدار زيادي مواد آلي کربن دار هستند ( بيشتر از يک درصد ) به هيچوجه براي تثبيت با LFA مناسب نيستند.

بطور کلي استفاده از LFA براي تثبيت خاکهاي ريزدانه در مقايسه با خاکهاي درشت دانه مناسبتر هستند. دوام خاکهاي ريزدانه تثبيت شده با LFA بيشتر از خاکهاي درشت دانه بوده و در حالي که مقاومت اوليه خاکهاي درشت دانه تثبيت شده با LFA بيشتر از خاکهاي ريزدانه مي باشد.

 

5-1-2 طرح تثبيت خاک با LFA

درصد خاکستر بادي و همچنين آهک مصرفي براي تثبيت خاکها علاوه بر دانه بندي خاک بستگي به بافت سطحي دانه ها، مصالح سنگي و نوع خاکستر بادي دارد. نحوه تعيين درصد خاکستر بادي و همچنين آهک مصرفي براي تثبيت خاکها به اين ترتيب است که ابتدا خاک با درصدهاي مختلف خاکستر بادي و آب بخوبي با يکديگر مخلوط شده و سپس با استفاده از روش تراکم اشتو T-180 نمونه هاي استوانه اي شکل ساخته مي شود. درصد خاکستر بادي که در آن وزن مخصوص خشک خاک تثبيت شده حداکثر است بعنوان درصد بهينه خاکستر بادي انتخاب مي شود.نمونه هاي ساخته شده بايد به مدت 7 روز در گرماي 38 درجه سانتيگراد عمل آورده شده و سپس تحت آزمايش هاي مقاومتي و دوام قرار گيرند. معيارهاي پذيرش يا عدم پذيرش خاکهاي تثبيت شده با LFA طبق ضوابط مندرج در روش ASTM C 593 تعيين مي شود.

 

5-1-3 عمليات اجرايي تثبيت خاکها با LFA

محل اجرايي تثبيت خاکها با LFA عيناً مشابه مراحل اجرايي عمليات تثبيت خاکها با آهک مي باشد.

 

5-2 تثبيت خاک با آهک و سيمان

اگر خاکي از نوع  بدون واکنش باشد صرفنظر از جنس و درصد آهک مصرفي و ساير عوامل موثر بر واکنش پوزولاني، افزايش مقاومت قابل توجهي در خاک تثبيت شده با آهک ايجاد نخواهد شد. از طرفي براي خاکهاي خيلي خميري و چسبيده که دامنه خميري آنها بيشتر 30 است نمي توان مستقيماً از سيمان براي افزايش مقاومت آنها استفاده نمود.

از آهک بعنوان يک پيش تثبيت کننده براي کاهش خواص خميري خاک استفاده شود و پس از اصلاح خواص خميري خاک از سيمان براي افزايش مقاومت مخلوط استفاده نمود.

 

5-2-1 خاک مناسب براي تثبيت با آهک و سيمان

کليه خاکهايي که عاري از مواد آلي و شيميايي و همچنين حاوي کمتر 1/0 درصد سولفات باشند و پس از اصلاح با آهک داراي دامنه خميري کمتر از 30 باشند براي تثبيت مرکب با آهک و سيمان مناسب هستند.

 

5-2-2 طرح تثبيت خاک با آهک و سيمان

حداقل ميزان آهک مصرفي براي کاهش خواص خميري خاکها برابر با يک درصد و حداکثر مقدار آن برابر با 3 درصد وزن خشک خاک مي باشد. حداقل سيمان مصرفي نيز برابر با 3 درصد و حداکثر مقدار آن برابر 10 درصد وزن خشک مخلوط خاک و آهک      مي باشد که مقدار دقيق آن براساس آزمايش هاي مقاومت و دوام تعيين مي شود.

 

5-2-3 عمليات اجرايي تثبيت خاک با آهک و سيمان

روشهاي اجرايي اضافه کردن آهک به خاک که در مرحله اول تثبيت مرکب خاکها و به منظور کاهش خواص خميري آنها انجام مي شود عيناً مشابه عمليات اجرايي تثبيت خاک با آهک و مراحل عمليات اجرايي اضافه کردن سيمان به خاک اصلاح شده براي افزايش مقاومت آن عيناً مشابه عمليات اجرايي تثبيت خاک و مصالح شني با سيمان است.