Molti ingegneri stanno prestando sempre maggiore attenzione alla stabilizzazione stradale per costruire strade di qualità che possano resistere a un uso intenso e irregolare.
L'obiettivo è migliorare la resistenza, ridurre la plasticità del suolo e ridurre la compressibilità legando le particelle di terreno o impermeabilizzandole o una combinazione di entrambi. Implica l'applicazione di processi meccanici e additivi chimici per aumentare la densità del suolo. Maggiore è la densità di un materiale meno i vuoti presenti in esso.
I vuoti sono più dannosi per l'integrità di una strada o per quella materia qualsiasi tipo di costruzione. Quando intrappolano l'umidità e l'aria, diventano meno stabili e si disintegrano sotto pressione e cambiando le condizioni di temperatura e umidità. I terreni morbidi come limo, terreni organici e torba argillosa sono il tipo di terreno che deve essere stabilizzato prima di poter essere utilizzato a causa della loro elevata porosità e contenuto organico. I metodi di stabilizzazione stradale e le applicazioni appropriate migliorano le proprietà e le prestazioni dei materiali. È molto importante considerare le prestazioni di una pavimentazione caricata o scaricata per tutta la durata prevista di progetto, che dipende esclusivamente dalla selezione e dall'uso di materiali di pavimentazione appropriati, dalla progettazione strutturale e dal drenaggio della pavimentazione, nonché dal processo di costruzione che soddisfa l'intento progettuale. I tipi di stabilizzazione come sottofondo, granulare, modificato, leggermente rilegato e rilegato regolano anche il tipo di legante che viene adottato e utilizzato nella procedura di stabilizzazione stradale.
Le fasi che costituiscono il suo processo variano in base alla posizione, ai requisiti di tempo, ai macchinari disponibili, al budget e alle condizioni ambientali. Tuttavia, i passaggi descritti di seguito sono comuni alla maggior parte dei processi.
Questa è la chiave per il successo della stabilizzazione del suolo. Non esiste un metodo standard e gli additivi che possono essere utilizzati variano in base al tipo di terreno. Forza, comprimibilità, permeabilità, durata e stabilità del volume sono alcune delle proprietà che sono di primaria importanza in stabilizzazione stradale.
I terreni trovati in tutto il mondo sono di varietà diverse e lo stesso si può dire delle loro proprietà ingegneristiche. Pertanto, i campioni di terreno vengono prima testati per determinarne le proprietà ingegneristiche e ambientali. Sulla base della valutazione, un particolare additivo viene selezionato e utilizzato per curare il campione di terreno. Il campione indurito viene quindi testato di nuovo per determinare se produce o meno i risultati desiderati. La comprensione del materiale è molto importante e in più casi rispetto agli altri professionisti si affidano alle conoscenze locali quando si tratta di valutare l'idoneità dei materiali per la pavimentazione nelle fosse in prestito rispetto a quanto ottenuto nei test di laboratorio. È spesso attribuito alla indisponibilità dei laboratori dei materiali e alla considerazione dei costi.
C'è stabilizzazione ex-situ e in-situ. La stabilizzazione in situ comporta la stabilizzazione dei suoli nel suo sito originale, mentre la stabilizzazione ex situ comporta la cura del suolo rimuovendo la maggior parte del suolo e trasportandolo in un altro sito di trattamento. In situ è l'opzione preferita perché è conveniente ed efficiente in termini di tempo.
In ogni caso, il terreno esistente o genitore viene polverizzato utilizzando un miscelatore rotante, questo significa che viene frantumato in particelle fini. Durante questa fase vengono aggiunti materiali di base e aggregati aggiuntivi. Il contenuto di umidità del terreno dovrebbe essere a un livello ottimale affinché la reazione avvenga con successo quando viene aggiunto l'additivo. Quindi, i terreni asciutti vengono resi umidi mentre i terreni con un alto contenuto di acqua vengono resi asciutti attraverso il drenaggio dell'acqua.
Dopo che il terreno è stato preparato, vengono introdotti gli additivi. Possono essere applicati a secco o spruzzati. Il metodo di applicazione varia in base all'additivo utilizzato. Gli additivi selezionati richiedono diverse applicazioni e ripetute miscelazioni. Questi additivi migliorano le proprietà del materiale come resistenza, permeabilità, stabilità del volume e durata. È possibile utilizzare un camion spargitore o un'autocisterna per agenti liquidi per applicare la dose di dosaggio richiesta o tramite un'operazione di mulino a miscela vegetale.
Una macchina stabilizzatrice esegue diversi passaggi sul terreno in modo da mescolare in modo omogeneo il terreno e gli additivi. La miscelazione profonda del terreno serve a stabilizzare i terreni deboli utilizzando coclee a grande profondità con colonne utilizzate per perforare il terreno a una profondità considerevole in modo simile alle tecniche di palificazione. Gli additivi selezionati devono essere miscelati immediatamente dopo essere stati introdotti poiché si fissano molto rapidamente. Il tempo è essenziale nella procedura di miscelazione e la sensibilità della chimica di impostazione richiede un'attenta considerazione prima di eseguire l'operazione di miscelazione. Pertanto, poiché le reazioni chimiche dipendenti dal tempo si verificano spontaneamente, la miscelazione non è considerata come un dispendio di tempo. Proceduralmente, la miscelazione si ottiene nei seguenti modi:
La compattazione aumenta la densità dei terreni e la sposta anche verso l'ottenimento di una superficie liscia e contenuto di umidità ottimale durante la costruzione . Nel processo di compattazione, vengono impiegate diverse macchine, vale a dire il piedino vibrante, un compattatore pneumatico e un rullo a tamburo tandem. Gli ultimi due sono usati per modellare e tagliare la superficie per rimuovere i segni di depressione e ottenere una corona e un grado adeguati e una superficie liscia. La dimensione dei materiali della pavimentazione determina anche il tipo di compattazione che deve essere eseguita sul materiale. Uno strato ben compattato tende ad avere una maggiore stabilità ed è meno suscettibile alla deformazione sotto il carico del traffico che contribuisce alla longevità delle prestazioni della pavimentazione durante la sua vita in servizio. In sostanza, comprendendo il rapporto di densità dell'umidità di un terreno, la densità specifica può essere mirata attraverso l'aggiunta di una quantità specifica di umidità durante i lavori di compattazione.
Si raccomanda in pratica che la selezione di un rullo più pesante possa raggiungere la densità desiderata con un contenuto di umidità inferiore, il che può essere un vantaggio nelle aree in cui l'acqua di costruzione è scarsa.
Le specifiche di compattazione considerano in modo critico la possibilità di prevenire l'intrappolamento di umidità nella pavimentazione durante la costruzione degli strati della pavimentazione. In linea di principio, ogni strato deve essere lasciato asciugare dal contenuto di umidità ottimale prima di posizionare lo strato successivo. Il dry-back aumenta la stabilità generando forze di aspirazione all'interno dei materiali di una pavimentazione che spesso si riflettono nella percentuale di contenuto di umidità ottimale o come grado di saturazione. Il mancato rispetto delle specifiche di dry-back può portare a stabilità compromessa e resistenza a lungo termine dello strato granulare della pavimentazione che aumenta il rischio di cedimento prematuro della pavimentazione.
Questa è la fase finale del processo. È ciò che aiuta l'additivo a raggiungere il suo pieno potenziale ingegneristico. Un periodo di sette giorni è sufficiente per una corretta stagionatura. Tuttavia, anche in questo caso il tempo varia in base all'additivo utilizzato per stabilizzare i suoli stradali. Gli intervalli di cura comuni sono sette e ventotto giorni. I componenti chimici degli additivi subiscono reazioni chimiche sia istantanee che prolungate, dipendenti dal tempo con il suolo e altri additivi. Ciò si traduce in un miglioramento generale della matrice del suolo con riduzione del rigonfiamento, miglioramento della resistenza al taglio e resistenza all'influenza della bagnatura e dell'essiccazione. Processi come lo scambio cationico, la flocculazione, l'agglomerazione, le reazioni pozzolaniche e la cementazione dei carbonati sono tipici nei meccanismi delle reazioni.
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Lin Yang (signora)
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