ВСН 36-69. Ведомственные строительные нормы. Технические указания по биохимическому упрочнению грунтовых и дерновых покрытий на аэродромах сельскохозяйственной авиации и местных воздушных линий
(утв. МГА СССР 11.06.1969)
Утверждены Министерством гражданской авиации СССР 11 июня 1969 года
ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО БИОХИМИЧЕСКОМУ УПРОЧНЕНИЮ ГРУНТОВЫХ И ДЕРНОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА АЭРОДРОМАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ АВИАЦИИ И МЕСТНЫХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ
Внесены Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом гражданской авиации «Аэропроект»
Настоящие «Технические указания» разработаны в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» на основе теоретических исследований, а также лабораторных и производственных экспериментов, выполненных в период с 1965 г. по 1968 г. в научно-исследовательской лаборатории реконструкции и эксплуатации аэропортов (НИЛ-3) Высшего авиационного училища гражданской авиации. «Технические указания» рассмотрены и одобрены на заседании аэродромной секции научно-технического совета ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» (протокол № 4 от 21 мая 1969 г.) и утверждены Министерством гражданской авиации СССР 11 июня 1969 г.
Указания разработали специалисты: канд. техн. наук В.М. Кнатько, младший научный сотрудник Л.А. Макарова, ассистент В.В. Беглецов, инж. О.С. Серышков, канд. техн. наук Г. Сардаров, канд. техн. наук В.Е. Тригони.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Настоящие «Технические указания» предназначены для выполнения опытно-производственных работ по биохимическому упрочнению грунтовых и дерновых покрытий на аэродромах сельскохозяйственной авиации и местных воздушных линий, а также для работ по упрочнению дерновых покрытий грунтовых полос, концевых и боковых полос безопасности аэродромов гражданской авиации всех классов, имеющих капитальные покрытия.
Более точное определение рассматриваемых способов может быть сформулировано как биофизикохимическое. При этом учитываются следующие три вида воздействия на почвогрунты:
- биохимическое (за счет развития дернообразующих трав);
- физическое (механическая обработка почвогрунтов и систематическое их уплотнение);
- химическое (влияние на свойства почвогрунтов добавок реагентов).
Биохимический метод упрочнения грунтовых и дерновых аэродромных покрытий рассчитан не только на повышение несущей способности указанных покрытий, но и на улучшение таких эксплуатационных свойств, как снижение пылимости почвогрунтов в сухую погоду, уменьшение липкости почвогрунтов при их увлажнении, улучшение условий произрастания и восстановления дернообразующих трав в периоды интенсивной эксплуатации и т.д.
2. Разработка и применение биохимического метода упрочнения грунтовых и дерновых аэродромных покрытий основаны на достижениях научных исследований в области технической мелиорации грунтов, агрофизики почв и аэродромной агрономии. Этот метод по существу является усовершенствованием и дальнейшим развитием известного способа повышения несущей способности грунтовых и дерновых аэродромных покрытий путем интенсивного уплотнения (см. «Технические указания по укреплению грунтов на аэродромах гражданской авиации, ВСН 23-65». М., РИО МГА, 1966, глава III, § 26 — 32). При этом учитывалось, что способу интенсивного уплотнения характерны следующие недостатки:
- невозможность интенсивного уплотнения отдельных видов грунтов (например, песчаных, супесчаных и т.п.);
- необходимость обеспечивать уплотняемому грунту оптимальную влажность, что весьма трудно достигается даже в летний период с помощью полива уплотняемой площади;
- при интенсивном уплотнении (единственном мероприятии, поддерживающем достаточно высокую несущую способность дернового покрытия), ухудшаются условия роста и развития дернообразующих трав и т.д.
Кроме того, способ интенсивного уплотнения рассчитан на использование естественного грунта в том виде, в каком он есть в природных условиях данной местности. Грунт, подвергаясь усиленному механическому воздействию — сжатию, лишается в значительной мере своей структурности, что ведет к ухудшению его водных свойств, а также условий произрастания и развития дернообразующих трав, способствующих упрочнению грунтового покрытия (см. ВСН-23-65).
Биохимический метод в противоположность способу интенсивного уплотнения позволяет улучшать инженерные свойства и повышать несущую способность всех разновидностей грунтов. Например, биохимическое упрочнение песчаных и супесчаных почвогрунтов может быть осуществлено с использованием двух способов предварительного улучшения почвогрунта:
- введением в почвогрунт добавок глинистых фракций для повышения его связности;
- обработкой песчаного почвогрунта реагентами, способными повысить его связность и структурность, например, обработка битуминозными вяжущими эмульсиями, синтетическими полимерами и т.д.
Таким образом, в отличие от повышения несущей способности грунтовых и дерновых покрытий способом интенсивного их уплотнения, биохимический метод предусматривает использование искусственных приемов направленного воздействия на почвогрунт с помощью различных реагентов для изменения физико-химических характеристик почвогрунта, обусловливающих улучшение в инженерном отношении его водных и структурно-механических свойств, обеспечивая одновременно с этим возможность восстановления и развития дерновой системы.
3. Биохимический метод включает комплекс физико-химических воздействий и соответствующих инженерно-агрономических мероприятий, обеспечивающих упрочнение и улучшение эксплуатационной пригодности грунтовых и дерновых покрытий аэродромов.
4. Биохимический метод позволяет решить следующие две взаимосвязанные задачи:
а) направленное изменение физико-химических свойств почвогрунтов с помощью различных сочетаний реагентов;
б) создание соответствующих условий для произрастания и ускоренного восстановления дернообразующих трав при интенсивной эксплуатации и уплотнении ВПП или других элементов аэродрома, наиболее подверженных эксплуатационным воздействиям. Таким образом, биохимический метод объединяет две самостоятельные группы мероприятий, а именно: проведение биологически допустимой технической мелиорации грунтов и применение приемов специальной аэродромной агрономии.
5. В зависимости от используемых агротехнических приемов и видов химических реагентов, биохимический метод упрочнения грунтовых и дерновых покрытий подразделяется на ряд способов. Все биохимические способы рассчитаны на улучшение эксплуатационных свойств и повышение несущей способности грунтовых и дерновых покрытий как в течение летнего сезона, так и в периоды осенней и весенней распутиц.
6. Небольшие дозировки (от 0,01 до 2,0%) химических реагентов позволяют регулировать в нужном для инженерных целей направлений такие свойства грунтов, как степень гидрофильности, влагоемкость, структурный состав и коэффициент фильтрации, а также состояние почвенных коллоидов. При этом, огромная химическая активность любого почвогрунта благоприятствует выбору широкого ассортимента различных по своей природе реагентов (или их сочетаний), добавки которых, улучшая вышеуказанные свойства почвогрунта, после взаимодействия с последним не только не снижают его плодородия, но и улучшают условия для произрастания и восстановления дернообразующих трав при интенсивном уплотнении и эксплуатации дернового покрытия.
7. Химическими реагентами, одновременно улучшающими физико-химические свойства почвогрунтов и их плодородие, являются:
- фосфоросодержащие вещества (суперфосфат простой, двойной и тройной, преципитат, фосфорная кислота и т.д.);
- водные растворы органических полимеров (например, полиакрилонитрила, полиакриламида);
- известь 3-го сорта (длительного хранения), или известь-пушонка (гашеная);
- битумные эмульсии, активированные ортофосфорной кислотой.
Одна часть дозировки каждого из названных реагентов проявляет себя как структурообразователь флокулирующий коллоидно-дисперсную фракцию почвогрунта и изменяющий вследствие этого, в нужном направлении его физико-механические и физико-химические свойства. Другая часть
8. Кроме перечисленных в п. 7 химических реагентов могут быть также использованы определенные дозировки некоторых традиционных вяжущих веществ, способных улучшать физико-механические свойства почвогрунта, не снижая существенно (после взаимодействия с ним) его плодородия: различные виды обычных битумных эмульсий от 1 до 5% по битуму, цементы от 1 до 3%. В качестве структурообразователей могут применяться также малые дозировки латексов (СКС-50ПГ, СКС-65П и т.д.).
При выборе в качестве реагентов тех или иных битумных эмульсий предпочтение следует отдавать битумным эмульсиям на катионактивных эмульгаторах, далее, на неионогенных эмульгаторах и только при отсутствии указанных видов эмульсий можно использовать эмульсии на анионактивных эмульгаторах (для упрочнения почвогрунтов, имеющих кислую реакцию среды).
9. Для оптимального направленного изменения свойств почвогрунта и сохранения в нужных пределах его плодородия требуются группы рационально подобранных химических веществ, включающие как необходимые для конкретного вида грунта структурообразователи (например, различные вяжущие вещества), так и все питательные элементы (N, P, K, микроэлементы и т.д.), важные для произрастания, развития и ускоренного восстановления соответственно выбранных дернообразующих трав в условиях периодического интенсивного уплотнения, движения самолетов и наземного транспорта.
10. Технико-экономическая целесообразность биохимических методов упрочнения дерновых и грунтовых покрытий обусловлена следующими факторами:
а) существенным улучшением физико-химических и механических свойств упрочненных почвогрунтов, что способствует повышению эксплуатационной пригодности грунтовых аэродромов и тем самым повышает регулярность полетов;
б) обеспечением благоприятных условий роста и развития, а также быстрого восстановления дернообразующих трав в период интенсивной эксплуатации и укатки покрытий аэродромов сельхозавиации и МВЛ;
в) несложностью технологических операций и относительно небольшой трудоемкостью работ, выполняемых в процессе биохимического упрочнения грунтовых и дерновых аэродромных покрытий;
г) возможностью рационального учета местных условий;
д) применением малых дозировок (для большинства рекомендуемых реагентов-структурообразователей) от долей процента до 2 — 3% от веса почвогрунта.
ТРЕБОВАНИЯ К РЕАГЕНТАМ-СТРУКТУРООБРАЗОВАТЕЛЯМ И НОРМЫ ИХ РАСХОДА
11. Основными требованиями к химическим реагентам-структурообразователям являются следующие:
- реагенты-структурообразователи и продукты их взаимодействия с грунтом должны обладать в определенной мере биологической совместимостью, т.е. они не должны оказывать вредное токсическое воздействие на биосферу грунта (на дернообразующие травы, микроорганизмы и т.д.);
- реагенты-структурообразователи должны обладать высокой эффективностью как химические вещества, которые, будучи внесены в малых дозах в грунт, способны коренным образом изменить степень его дисперсности в сторону оструктуривания и повышения несущей способности, улучшения водных свойств, снижения гидрофильности и т.д.
12. Исходя из основных требований, предъявляемых к реагентам-структурообразователям (о чем указано в п. 12), последние можно подразделить на 4 категории.
К первой категории относятся такие виды структурообразователей, которые кроме эффективного воздействия на грунт могут оказывать благоприятное влияние (вплоть до выполнения роли удобрений) на развитие дернообразующих трав. В качестве примера могут служить различные виды фосфор-, кальций- и азотсодержащих веществ, полимеры типа К-4, К-6
Получение препарата К-6 основано на реакции взаимодействия полиакрилонитрила с раствором кремнекислого натрия (Na2SiO3·9H2O).
Берут 5 весовых частей полиакрилонитрила, 25 весовых частей кремнекислого натрия и 100 весовых частей воды. Смесь перемешивается и нагревается на водяной бане в течение 6 часов. Продукт представляет клейкую массу 16 — 17%-ной концентрации.
Ко второй категории относятся реагенты-структурообразователи, эффективно влияющие на инженерные свойства грунта, не являющиеся биологически нейтральными, т.е. не оказывающие вредного влияния на развитие дернообразующих трав. Такими структурообразователями являются некоторые органические вяжущие — битумы, часть синтетических полимеров и т.д.
К третьей категории относятся все химические реагенты-структурообразователи, которые в исходном состоянии токсичны по отношению к биосфере, но продукты взаимодействия которых с грунтом являются биологически нейтральными. Такими могут быть ФАС и т.д.
К четвертой категории следует отнести химические реагенты-структурообразователи, которые, как в исходном состоянии сами по себе, так и продукты их взаимодействия с грунтом, являются биологически вредными для дернообразующих трав. К ним относятся некоторые органические вяжущие, например, тяжелые ароматические нефти, отходы химических производств, содержащие фенолы, альдегиды, каменноугольный деготь и пр. Реагенты-структурообразователи четвертой категории непригодны для биохимических способов упрочнения грунтовых и дерновых покрытий.
Таким образом, все известные виды реагентов-структурообразователей как органического, так и неорганического происхождения могут быть отнесены к той или иной выше рассмотренной категории в зависимости от их свойств и, тем самым, представляется возможным оценить степень их эффективности и пригодности для того или иного биохимического способа упрочнения грунтовых и дерновых аэродромных покрытий.
13. В настоящих «Указаниях» предлагаются для использования реагенты-структурообразователи, относящиеся к 1 — 3 категориям.
14. Простой суперфосфат (содержание P2O5 — 16%) может применяться как неорганический реагент-структурообразователь, с одной стороны агрегирующий коллоидно-дисперсную фракцию грунта, а с другой стороны — как необходимое для развития дернообразующих трав и, в особенности, их корневой системы эффективное минеральное удобрение.
15. Молотая известь III сорта или длительного хранения (самопогасившаяся) может применяться как неорганический реагент-структурообразователь при обработке почвогрунтов с резко кислой реакцией среды (pH < 5). Известь в данном случае также выполняет функцию косвенного удобрения.
16. Полиакрилонитрил (частично гидролизованный) 10%-ной концентрации, щелочная реакция среды, может применяться как органический реагент-структурообразователь, придающий почвогрунтам макроагрегатное состояние.
17. Хлоргидрат представляет собой соляно-кислую соль первичного амина RNH2·HCl с кислой реакцией среды и является хорошим гидрофобизатором для оструктуренных почвогрунтов. Поэтому хлоргидрат желательно применять в сочетании со структурообразователями, указанными в п. 15 - 17.
18. Выбор того или иного вида битумных эмульсий для биохимического упрочнения грунтовых и дерновых покрытий следует осуществлять исходя из учета физико-химических свойств почвогрунта (степени дисперсности, реакции среды, содержания гумуса и т.д.). При этом, как указывалось выше, для дерново-подзолистых почвогрунтов желательно применять катионактивные битумные эмульсии, вследствие равнозначной реакции среды как у грунтов, так и у эмульсии. Эти эмульсии должны быть медленно распадающимися. При внесении в почвогрунт эмульсий обычных составов эмульгированный битум является единственным реагентом для получения водопрочной структуры грунта. Поэтому предпочтительно применять катионактивные битумные эмульсии, активированные ортофосфорной кислотой, как наиболее целесообразные в данном случае вяжущие вещества повышенной эффективности.
19. В зависимости от назначения того или иного участка летного поля аэродрома, дозировки реагентов при разработке проектов следует принимать в следующем количестве (в процентах от веса грунта) для упрочнения почвогрунтов на участках ВПП, РД и МС: простой суперфосфат — 1 - 3, молотая известь — 1 - 2, К-4, гипан — 0,05 — 0,1, хлоргидрат — 0,005 — 0,01, битумные эмульсии — 1 - 5 (по битуму). При этом минимальные дозировки реагентов указаны для упрочнения легких супесчаных, суглинистых почвогрунтов (от кислых до щелочных), максимальные — для тяжелых супесей и суглинков. Для боковых и торцевых полос безопасности ВПП дозировки указанных реагентов могут быть приняты в полтора-два раза меньшими по сравнению с вышеуказанными.
20. При нарушении дозировок реагентов (в сторону их увеличения) возможно отрицательное их влияние на биосферу почвогрунта. Увеличение дозировок фосфорной кислоты, суперфосфата может привести к поражению корневой системы дернообразующих трав. Увеличение дозировок К-4, гипана приводит к поражению наземной части травяного покрова, из-за повышенного содержания аммиака. Увеличение дозировок извести может привести к резкому подщелачиванию почвогрунта, что также отрицательно влияет на травяную растительность и т.д.
ТРЕБОВАНИЯ К ПОЧВОГРУНТАМ И ПОЧВЕННО-МИНЕРАЛЬНЫМ СМЕСЯМ
21. Биохимическими способами могут упрочняться:
а) все виды естественных почвогрунтов
б) любые составы искусственно составленных почвенно-минеральных смесей, пригодных для произрастания дернообразующих трав.
22. Непригодными для биохимического упрочнения являются:
а) засоленные грунты (солончаки, такыры и т.д.);
б) минеральные (безгумусовые) горизонты (B1, B2, C и т.д.).
23. Реакция среды почвогрунтов и почвенно-минеральных смесей может быть от кислой до щелочной. При необходимости следует осуществлять искусственное регулирование реакции среды почвогрунта в нужном направлении путем варьирования состава дозировок вводимых реагентов (например, извести, суперфосфата).
24. Исходная влажность почвогрунтов и почвенно-минеральных смесей должна быть следующей:
- перед внесением порошковых реагентов влажность почвогрунта должна не превышать оптимальную для данного почвогрунта;
- перед внесением битумных эмульсий влажность почвогрунта или смеси последнего с порошковыми реагентами должна составлять 0,7 от влажности предела текучести.
ТРЕБОВАНИЯ К ДЕРНООБРАЗУЮЩИМ ТРАВАМ, СОСТАВ ТРАВОСМЕСЕЙ И НОРМЫ РАСХОДА СЕМЯН В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОН
25. Аэродромные дернообразующие травы в начальный (после посева) и последующий периоды своего развития предъявляют различные требования к условиям окружающей среды. Пока прорастающие из семян травы питаются (при наличии тепла и влаги) за счет содержимого своих семян, могут быть получены хорошие всходы. Затем, когда они переходят на самостоятельный образ жизни, может наступить массовая гибель растений из-за неблагоприятных условий среды. Поэтому для успешного осуществления биохимического упрочнения грунтовых и дерновых покрытий необходимо пользоваться только семенами местных трав, т.е. семенами, собранными в данной почвенно-климатической зоне и создавать для жизни и развития трав необходимый водно-воздушно-пищевой режим.
26. Аэродромная травосмесь подбирается из 4 — 7 видов многолетних дернообразующих трав. Если брать число видов трав ниже или выше указанных пределов, то это не приводит к каким-либо эксплуатационным или экономическим преимуществам. Кроме того, при составлении аэродромной травосмеси нужно включать в состав такие дернообразующие травы, которые имеют различное начало и окончание вегетационного периода, что в целом обеспечивает максимальное удлинение сезона эксплуатации дернового покрытия.
27. В каждую травосмесь должны входить 85 — 90% трав из семейства злаковых и 10 — 15% из семейства бобовых (1 — 2 вида). При этом достигается наилучшее взаимное развитие трав, обеспечивается лучшее укрепление ими почвы и создание наиболее технически устойчивых дерновых покрытий в целом. удлиняется срок сезонного эксплуатационного периода.
28. По характеру кущения злаковые травы подразделяются на три группы: корневищевые, рыхлокустовые и плотнокустовые. На легких почвах должны преобладать корневищевые травы, на тяжелых — рыхлокустовые. Плотнокустовые можно использовать на тех и других почвах при условии достаточного увлажнения.
29. Для определения нормы высева семян при устройстве аэродромов сельхозавиации каждый сорт предварительно подвергается испытанию на чистоту и всхожесть. Чистота семян С определяется по процентному отношению веса чистых семян к общему их весу и вычисляется по формуле:
\text{С } = \frac{\text{р}}{\text{Р}} \cdot 100 ,
где Р — вес семян, взятых для анализа;
С — чистота семян в процентах.
30. Всхожесть (В) подсчитывается по количеству проросших семян (проросшими считаются такие семена, длина ростков которых равна или больше длины семени) и определяется по формуле:
B = \frac{\text{в}}{\text{А}} \cdot 100 ,
где А — число семян, взятых для проращивания;
31. Фактические посевные нормы семян (после определения чистоты и всхожести) определяются по формуле:
где G — фактическая посевная годность семян, процент;
Фактические посевные нормы зависят от качества семян, интенсивности эксплуатации аэродрома, а также почвенно-климатических зон или видов почвогрунта. В табл. 1 приводятся чистота, всхожесть, посевная годность, а также расчетные посевные нормы семян.
32. Для разных участков дерновых аэродромов, в зависимости от целевых назначений, применяются различные нормы посева семян. Для этого в расчетные нормы вводится коэффициент К согласно табл. 2.
Дифференцирование норм посева семян
При расчете определяются: проектные основные, проектные эксплуатационные и фактические эксплуатационные нормы.
Проектные основные нормы рассчитываются по формуле:
где Nо — проектная основная норма семян, кг/га;
Z — норма при 100%-ном участии вида кг/га (табл. 1, графа 5, 6 или 7 при средней посевной годности семян - табл. 1, графа 4);
v — действительный процент участия вида.
Проектные эксплуатационные нормы — N:
где К — эксплуатационный коэффициент изменения норм (см. табл. 2).
Фактические эксплуатационные нормы — N1
N_{1} = \frac{N \cdot G_{\text{ср}.}}{G_{\text{ф}.}}
где Gср — средняя посевная годность семян II-го класса (табл. 1, графа 4);
Gф — фактическая посевная годность семян (с учетом С и В).
33. Для каждой климатической зоны или области, где расположен район строительства аэродромного покрытия, упрочненного биохимическим методом, рекомендуется свой характерный перечень главнейших дернообразующих трав, который нужно принимать за основу при задернении указанных покрытий. Необходимые сведения для подбора травосмесей по каждой климатической зоне приведены в табл. 3 (по данным НАС ГА-61).
Травосмеси и нормы высева для задернения летных полей
ХИМИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ И НОРМЫ ИХ РАСХОДА
34. Химические минеральные удобрения необходимы для нормального роста и развития дернообразующих трав. Без минеральных удобрений нельзя создать хорошие дерновые покрытия и в течение длительного времени поддерживать их удовлетворительное эксплуатационное состояние. В процессе своей жизнедеятельности травы потребляют из почвы большое количество питательных веществ, в особенности содержащих азот, фосфор и калий. Внесение в почву вышеуказанных элементов (N, P, K) является жизненно необходимым для растений.
35. При определении норм расхода главнейших удобрений в кг на 1 га необходимо учитывать норму действующего вещества и процент содержания этого вещества в удобрении. Количества удобрений рассчитываются по формуле:
P = \frac{100 \cdot \text{а}}{\text{в}} ,
где Р — количество удобрения, кг/га;
а — норма действующего (питательного вещества, кг/га;
в — процент действующего вещества в удобрении.
36. Главнейшими минеральными удобрениями являются прямые азотные, калийные и фосфорные. В табл. 4 приведена номенклатура минеральных удобрений и их основные свойства. Все азотные и калийные удобрения хорошо растворяются и не закрепляются в почвах. Поэтому азотные удобрения нужно вносить для всех видов почв 2 — 3 раза за сезон (начиная с весны и кончая осенью).
Номенклатура минеральных удобрений и их свойства
Примечание. Ориентировочные нормы действующего вещества в кг/га, указанные в графе 4, для каждого конкретного случая необходимо уточнять в зависимости от вида культуры, т.е. состава травосмесей и от обеспеченности почвы данным элементом.
Калийные удобрения вносятся на легких почвах 2 — 3 раза, а на тяжелых — 1 - 2 раза в сезон. Для этого полные годовые нормы вышеуказанных удобрений соответственно делятся на 2 — 3 равные части.
Фосфорные удобрения растворяются значительно хуже, чем азотные и калийные, а фосфоритная мука вообще труднорастворима. Поэтому они вносятся в полной норме один или два раза в год.
Минеральные удобрения вносятся перед или после посева семян с неглубокой заделкой в почву зубовыми боронами, а при наличии трав — без заделки в почву или с легкой заделкой зубовыми боронами после первого или второго укоса трав.
37. Для понижения кислотности почв применяется известкование. Если известь не входит в состав применяемых реагентов-структурообразователей, то определение минимальных норм извести для кислых почвогрунтов производится в количествах, эквивалентных обменной кислотности. В соответствии с pH, по табл. 5 ВИУА ВАСХНИЛ определяется нужная норма углекислого кальция (CaCO3). При внесении гашеной извести Ca(OH)2 норма углекислой извести уменьшается на 25%.
| Норма извести, т/га, CaCO3 | |||
| Механически состав почв | pH солевой вытяжки из почв | ||
| 4,5 и < | 5,0 | 5,5 | |
| Супесчаные почвы и легкие суглинки | 4 | 3 | 1 — 2 |
| Средние и тяжелые суглинки | 6 | 5 | 3 — 4 |
Известкование почвогрунтов производится не позднее чем за неделю до посева трав. Известь необходимо хорошо перемешать с почвогрунтом дисковыми боронами или фрезой на возможно большую глубину. При применении извести в качестве реагента-структурообразователя необходимость известкования почвы исключается.
38. Кроме указанных в п. 37 минеральных удобрений, существенное значение для жизнедеятельности дернообразующих трав имеет наличие в почве микроэлементов, например бора, меди, молибдена, цинка, кобальта и др. Так, магний участвует в развитии зеленой части трав, молибден и кобальт способствуют усилению работы клубеньковых бактерий и т.д. При недостатке в почвогрунте одного из вышеуказанных микроэлементов наступает увядание и последующее выпадание травостоя. Нормы расхода необходимых микроэлементов находятся в пределах 50 — 100 г/га.
39. В том случае, когда в качестве реагентов-структурообразователей применяются фосфорсодержащие вещества, применение фосфорных удобрений исключается, так как роль фосфорных удобрений при этом выполняет та часть указанных реагентов, которая не перешла в процессе взаимодействия с почвогрунтом в труднорастворимую форму («неусвояемую» растениями).
40. При использовании в качестве реагентов для биохимического упрочнения почвогрунтов органических полимеров типа полиакриламида, полиакрилонитрила и т.п. применение азотсодержащих удобрений не исключается.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО БИОХИМИЧЕСКОМУ УПРОЧНЕНИЮ АЭРОДРОМНЫХ ГРУНТОВЫХ ПОКРЫТИЙ СПОСОБОМ «СМЕШЕНИЯ»
41. Упрочнение грунтовых аэродромных покрытий биохимическими методами включает комплекс взаимосвязанных мероприятий по обеспечению физико-механических, физико-химических и биологических воздействий на поверхностный слой (заданной толщины) грунтовых (дерновых) покрытий.
42. Процесс строительства аэродромных грунтовых покрытий, упрочненных биохимическими способами, включает три этапа, специфично обусловленные составом и способами выполнения этих работ.
Первый этап строительства охватывает все виды работ, относящиеся к механическим воздействиям на упрочняемый слой грунтового (почвогрунтового, дернового) аэродромного покрытия: планировочные и профилировочные работы на строящемся объекте, вспашку, разрыхление и уплотнение грунтового покрытия.
Второй этап производства работ включает все мероприятия по физико-химическому воздействию на грунты строящегося объекта с целью улучшения их технологических свойств: снижение гидрофильности, липкости, пылимости, сыпучести и т.д.; повышение несущей способности грунтов в водонасыщенном состоянии за счет придания им новой водопрочной структуры с помощью различных химических реагентов. При этом физико-химическое упрочнение грунтов (почвогрунтов) производится в оптимально допустимых пределах, обеспечивающих возможность эффективного произрастания дернообразующих трав.
Третий, заключительный, этап строительства включает все виды работ, обеспечивающих возможность эффективного биологического воздействия на поверхностный слой покрытия, подвергшегося перед этим своеобразному частичному укреплению с помощью физико-химических средств, т.е. химических реагентов и комплекса сопутствующих им работ второго этапа. На третьем этапе формирования грунтового аэродромного покрытия, упрочненного биохимическими средствами, выполняются все мероприятия по уходу за ним и периодическому уплотнению грунта после весенних распутиц и обильного выпадения осадков в летнее время.
43. В процессе производства земляных и планировочных работ необходимо сохранить «растительный» (гумусовый) горизонт (генетические горизонты Ao — A2), поскольку последний является самым ценным и плодородным, что особое значение имеет, например, для дерново-подзолистых почв. Окультуривание ниже залегающего горизонта (например, B1) требует больших усилий, чем меры по сохранению гумусового горизонта. Поэтому перед производством земляных работ должны составляться картограммы мощности гумусового слоя и предусматриваться соответствующие мероприятия по его сохранению (гумусовый слой перед планировочными работами должен смещаться на обочину захватки, а посла выполнения указанных работ его необходимо возвращать на прежнее место). В случае удаления гумусового горизонта производственные работы следует выполнять по специальной программе с учетом свойств обнаженного горизонта и мероприятий по его окультуриванию.
44. До посева семян трав, при наличии гумусового горизонта, почва должна быть разрыхлена, вспахана и проборонована. Минеральные удобрения вносятся в период обработки почвы. Вспашка на подзолах производится на всю глубину гумусового горизонта, не затрагивая подзолистый горизонт. Разделку пласта производят дисковой бороной и перед посевом семян обрабатывают почву зубовой бороной. Вспашку, разделку пласта и боронование можно заменить фрезерованием. Обработку почвы необходимо совмещать с внесением удобрений. Органические неразложившиеся удобрения (торф, сидераты) вносятся под вспашку с таким расчетом, чтобы они до посева успели разложиться в почве. Разложившийся торф можно вносить под дискование. Труднорастворимые удобрения (известь, фосфор и др.) вносятся в почву заблаговременно. Легкорастворимые удобрения (азотные, калийные и др.) вносятся во время посева семян. Укатку почвы с целью планировки можно производить до посева семян, после боронования. Внесение реагентов-структурообразователей (например, битумная эмульсия) надо производить в процессе дискования-боронования до посева семян (о чем подробно указано ниже).
45. Грунтовые аэродромные покрытия, упрочненные биохимическими способами, состоят из следующих последовательно построенных конструктивных элементов:
- слоя начальной механической обработки (слоя вспашки);
- слоя грунта, упрочненного реагентами-структурообразователями;
- слоя заделки и прорастания семян травосмесей.
Слой начальной механической обработки назначается равным 5 — 15 см по толщине (или, что то же, по глубине вспашки) в зависимости от толщины слоя обработки реагентами почвогрунта.
Слой грунта, упрочненного физико-химическими средствами, назначается равным от 5 до 15 см по толщине и является основным несущим слоем покрытия, расположенным непосредственно у дневной поверхности.
Слой заделки и прорастания семян назначается равным 2 — 3 см по толщине в зависимости от вида применяемых семян в травосмеси. В дальнейшем, по мере развития трав, корневая система последних пронизывает упрочненный верхний слой покрытия, нижнюю часть слоя вспашки и верхние слои коренного грунта, являющегося основанием покрытия. В связи с этим, достигается своеобразное армирование корневой системой трав всей активно работающей поверхностной толщи покрытия.
Взаимное расположение и последовательность устройства конструктивных слоев грунтовых аэродромных покрытий, упрочненных биохимическим методом по способу смешения на месте, приведены на рис. 1.
Рис. 1. Взаимное расположение и последовательность устройства конструктивных слоев грунтовых аэродромных покрытий, упрочненных биохимическим методом (способ смешения на месте)
Примечание. Слой механической обработки почвогрунта (hм.о.) должен быть равен слою hо.р. или превышать его не более чем на 2 — 3 см.
46. Строительство покрытия, упрочненного биохимическими способами путем смешения, включает технологические операции по механической обработке грунтов участка, устройству верхнего слоя покрытия из грунтов, упрочненных добавками реагентов-структурообразователей, внесению удобрений, посеву трав, уплотнению и уходу за покрытием (рис. 2).
Рис. 2. Примерная технологическая карта на строительство грунтовых аэродромных покрытий, упрочненных биохимическим методом по способу смешения на месте: 1 — рыхление почвогрунта дисковыми (пружинными) боронами, или вспашка плугом; 2 — удаление камней; 3 — планировка почвогрунта грейдером, волокушей; 4 — измельчение почвогрунта (дисковыми боронами в 5 — 10 проходов, или фрезами в 1 — 2 прохода); 5 — внесение порошковых реагентов (с помощью цементораспределителя или сеялки); 6 — перемешивание реагентов с почвогрунтом (механизмами по п. 4); 7 — доувлажнение смеси и внесение жидких реагентов (КПМ-1, автогудронаторы, автоцистерны); 8 — перемешивание почвогрунта с реагентами (механизмами по п. 4); 9 — планировка (профилировка) поверхности покрытия автогрейдером; 10 — уплотнение поверхности покрытия катками; 11 — рыхление верхнего слоя покрытия (2 — 3 см) зубовыми или пружинными боронами; 12 — распределение семян по поверхности с помощью сеялок; 13 — заделка семян зубовыми боронами и метельчатым шлейфом; 14 — уплотнение покрытия катками весом 2 — 3 т; 15 — уравнительный полив покрытия КПМ-1
47. Механическая обработка грунтов участка включает:
- исходные и подготовительные аэродромостроительные земляные работы (планировку рельефа, устройство систем водоотвода, устройство продольного и поперечного профиля покрытия и т.д.);
- вспашку спланированного и спрофилированного участка на заданную глубину (см. рис. 1, слой вспашки);
- разрыхление вспаханного слоя путем дискования, боронования и т.д., удаление камней, валунов и дополнительную планировку.
48. Устройство верхнего слоя грунтового покрытия, упрочненного добавками реагентов-структурообразователей, производят путем выполнения следующих технологических операций:
- последовательное
распределение реагентов по спланированной поверхности размельченного грунта обрабатываемого участка;
- перемешивание грунта с реагентами с помощью дорожных или болотных фрез (типа Д-272, Д-530 и т.п.) за 1 — 2 прохода. При отсутствии дорожных фрез перемешивание производят с помощью дисковых или пружинных борон, культиваторов и т.п. за 5 — 10 проходов по одному следу;
- увлажнение и дополнительное перемешивание обработанной реагентами грунтовой смеси (производится в тех случаях, когда исходная влажность грунта меньше рекомендуемой для обеспечения нормальных условий формирования смеси и взаимодействия реагентов с грунтовыми частицами);
- уплотнение обработанного слоя катками (от легких до тяжелых включительно).
49. В связи с тем, что внесение удобрений в почвогрунт должно осуществляться попутно с выполнением технологических операций, указанных в п. 48 - 49, необходимо учитывать, что все виды удобрений, предназначенные для обеспечения нормального развития дернообразующих трав, в зависимости от их особенностей и механизма взаимодействия с почвой, можно условно подразделить на три группы:
- труднорастворимые удобрения (фосфорные, известковые и др.);
- легкорастворимые (азотные, калийные и т.п.);
- бактериальные.
Труднорастворимые удобрения рекомендуется вносить на первом или втором этапах производства работ (п. 43). Легкорастворимые удобрения вносят перед посевом травосмеси. Бактериальные удобрения вносят при посеве травосмеси, включающей семена бобовых трав или в случае соответствующего агрономического обоснования использования этих удобрений.
50. Посев трав осуществляют следующим образом:
- вначале рыхлят верхний слой обработанного реагентами почвогрунта на глубину 3 — 5 см дисковыми или зубовыми боронами в 3 — 5 проходов (в зависимости от вида и состава почвогрунтов). Указанная технологическая операция совмещается с внесением легкорастворимых удобрений;
- посев семян трав
с помощью сеялок разбросных или вручную на малых участках — до 1 га; - заделка
семян зубовыми боронами или метельчатым шлейфом;
- прикатка легкими катками весом до 2 т (супесь) и до 3 г (деревянные катки) на тяжелых суглинистых грунтах;
- уравнительный полив в зависимости от погодных условий. Если после посева трав прошли дожди, полив не производят, в сухую же погоду требуется полив.
Последующее уплотнение покрытия производят после произрастания и завершения начального периода развития дернообразующих трав (когда интенсивное уплотнение не может повлечь за собой их гибель, т.е. когда дернообразующие травы приобретут способность восстановления после тех или иных механических воздействий).
51. В течение первого года устройства покрытия по способу «смешения» нежелательно осуществлять систематическую его эксплуатацию, так как тем самым нарушаются оптимальные условия произрастания и нормирования дернообразующих трав, т.е. в это время продолжается начальный период их развития. При этом в засушливых районах для улучшения интенсивности роста и сохранения начального периода развития дернообразующих трав рекомендуется производить периодический их полив.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО БИОХИМИЧЕСКОМУ УПРОЧНЕНИЮ АЭРОДРОМНЫХ ДЕРНОВЫХ ПОКРЫТИЙ СПОСОБОМ «ПРОПИТКИ»
52. Способ «пропитки» может осуществляться лишь при наличии водорастворимых реагентов-структурообразователей. Такими реагентами могут быть полиакрилонитрил, хлоргидрат, латексы, битумные эмульсии, обычные и активированные ортофосфорной кислотой и др.
53. Биохимическое упрочнение существующих аэродромных дерновых покрытий способом «пропитки» включает следующие этапы производства работ.
Первый этап состоит из подготовки необходимого количества растворов (нужной концентрации) реагентов-структурообразователей. Равномерное разбавление (растворение) таких реагентов как, например, хлоргидрат, полиакрилонитрил и т.п. достигается путем добавления воды к реагенту, а не наоборот. При этом, концентрация водного раствора реагента должна быть не более 0,5 — 0,7%. Раствор указанной концентрации способен легко проникать в почвогрунт на глубину до 10 — 15 см (в зависимости от вида почвогрунта и его влажности).
Второй этап производства работ заключается в равномерном распределении (в несколько приемов, в зависимости от конкретных условий и химических свойств реагента) приготовленного раствора по поверхности дернового аэродромного покрытия.
54. Взаимное расположение и последовательность устройства конструктивных слоев грунтового покрытия, упрочненного биохимическим методом по способу «пропитки», приведены на рис. 3, а примерная технологическая карта на рис. 4.
Рис. 3. Взаимное расположение и последовательность устройства конструктивных слоев дерновых и грунтовых аэродромных покрытий, упрочненных биохимическим методом (способ «пропитки»)
![]() |
![]() |
|---|---|
| Дерновое покрытие | Грунтовое покрытие |
Технологические операции для дернового покрытия
1. Расчистка дернового покрытия дисковыми боронами.
2. Розлив реагентов по дерновому покрытию (КПМ-1, автогудронатор, автоцистерна) в «н» проходов (в зависимости от дозировки реагентов).
Технологические операции для грунтового покрытия
1. Рыхление почвогрунта дисковыми (пружинными) боронами или вспашка плугом.
2. Розлив реагентов по грунтовому покрытию (КПМ-1, автогудронатор, автоцистерна).
3. Уплотнение поверхности покрытия катками (от легких до тяжелых).
4. Рыхление верхнего слоя покрытия (2 — 3 см) зубовыми или пружинными боронами.
5. Распределение семян по поверхности с помощью сеялок.
6. Уплотнение покрытия катками весом 2 — 3 тонны.
7. Уравнительный полив покрытия КПМ-1.
Рис. 4. Примерная технологическая карта по упрочнению дерновых и грунтовых покрытий биохимическим методом по способу «пропитки»
55. Биохимическое упрочнение слоя почвогрунта, путем пропитки его растворами реагентов-структурообразователей следует производить только при рекомендуемых концентрациях для конкретного вида реагента с тем, чтобы исключить возможность поражения наземной части травяного покрова и корневой системы (что может иметь место при повышенной концентрации используемых химреагентов). Поэтому для реагентов типа синтетических полимеров надо определять опытным путем максимально-допустимые концентрации путем предварительного полива ими опытных делянок. При этом, если на вторые сутки после розлива реагентов не обнаруживается обжигающего действия на наземную часть травяного покрова, то опробованная концентрация может приниматься для производства работ. Для хлоргидрата и полиакрилнитрила, например, допустимые концентрации должны быть равными 0,5 — 0,7%. При этом розлив растворов реагентов должен производиться в несколько приемов.
56. Розлив растворов реагентов по поверхности дернового покрытия производится разбрызгивающими устройствами (например, КПМ, автогудронатором и т.п.). Для равномерного распределения растворов необходимо предварительно отрегулировать скорость движения машины и подачу раствора.
57. При биохимическом упрочнении дерновых покрытий способом «пропитки» допускается их эксплуатация по истечении 2 — 3 суток после распределения реагентов-структурообразователей на обработанной площади покрытия.
58. Для сокращения нелетного периода в весеннюю и осеннюю распутицы целесообразно производить ранней весной укатку покрытия (по мере возможности ее осуществления). Уплотнение почвогрунтов весной (или после длительных дождей летом) улучшает капиллярную систему грунта и процесс испарения избыточной воды из покрытия, что и способствует сокращению нелетного периода. При наличии травостоя высотой более 15 — 20 см рекомендуется производить укос трав до высоты травостоя h = 10 см. После периодических укосов трав вносятся легкорастворимые удобрения (азотные, калийные и т.д.).
В остальном мероприятия по уходу, ремонту и осуществлению нормальной эксплуатации аэродромных дерновых покрытий, упрочненных биохимическими способами, соответствуют мероприятиям, рекомендованным для обычных дерновых аэродромных покрытий.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ ПОЧВОГРУНТОВ АЭРОДРОМНЫХ ГРУНТОВЫХ И ДЕРНОВЫХ ПОКРЫТИЙ, УПРОЧНЕННЫХ БИОХИМИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ
59. Основными физико-химическими и физико-механическими характеристиками почвогрунтов аэродромных грунтовых и дерновых покрытий, упрочненных биохимическими способами, являются: липкость, водоустойчивость структурных агрегатов, сопротивление конструктивного слоя вдавливанию штампа — R кг/см2, степень биологической совместимости видоизмененного почвогрунта по сравнению с исходным.
60. Рекомендуемые реагенты-структурообразователи для биохимических способов упрочнения почвогрунтов аэродромных грунтовых и дерновых покрытий должны обеспечивать следующее улучшение инженерных свойств видоизмененных почвогрунтов:
- снижать показатель липкости в 1,5 — 2,0 (и более) раза при любой степени увлажнения почвогрунта;
- повышать общее количество водоустойчивых структурных агрегатов в 3 — 10 раз;
- повышать сопротивление верхнего слоя покрытия вдавливанию штампа в период осенней и весенней распутиц, (а также при переувлажнении летом) в 1,5 — 3 раза и, тем самым увеличивать продолжительность периода эксплуатационной пригодности аэродромного грунтового или дернового покрытия.
Степень биологической совместимости видоизмененного почвогрунта должна быть не менее 80% по отношению к естественному почвогрунту.
61. Технические требования к указанным в п. 60 основным характеристикам почвогрунтов аэродромных грунтовых и дерновых покрытий, упрочненных биохимическими методами (способом «смешения» и способом «пропитки») приведены в табл. 6. При этом требования к показателю липкости, приведенные в табл. 6. относятся к условиям критического переувлажнения, т.е. когда у почвогрунтов этот показатель наибольший (влажность почвогрунтов в данном случае превышает предел текучести Wт). Эти условия определения показателя липкости наиболее характерны состоянию и свойствам почвогрунтов в периоды распутиц или после выпадения обильных осадков (летом).
Технические требования к основным характеристикам почвогрунтов аэродромных грунтовых и дерновых покрытий, упрочненных биохимическими методами
Примечания к табл. 6.
1. Дозировки битумных эмульсий указаны в пересчете на битум.
2. Меньшие значения показателя липкости, приведенные в графе 4, соответствуют большим дозировкам реагентов или более благоприятным для взаимодействующих реагентов почвогрунтам.
3. Относительные значения несущей способности дернового покрытия, приведенные в графе 6, соответствуют результатам испытаний, выполняемых с помощью твердомеров конструкции Горячкина или Ревякина (см. «Агрофизические методы исследования почв. М., Почвенный институт им. В.В. Докучаева, „Наука“, 1966).»
4. Биологическая совместимость видоизмененных почвогрунтов представлена результатами оценки интенсивности произрастания и развития травосмесей по отношению к контролю.
62. Правила техники безопасности по транспортировке и хранению реагентов, а также по проведению работ по биохимическому упрочнению аэродромных грунтовых и дерновых покрытий, должны соответствовать правилам, изложенным в «Технических указаниях по укреплению грунтов на аэродромах гражданской авиации. ВСН 23-65», приложение 1 — 19.
| УДК 625.712.65:656.71.022.82:625.8 (083,75) |
|---|




