Местные дорожно-строительные материалы

метки: Материал, Дорожный, Строительство, Использовать, Порода, Грунт, Прочность, Способность

Королев И.В; Финашин В.Н; Феднер А.А. учебник: «дорожно-строительные материалы»

М: изд. «Транспорт» 1988г.

2. Фомина Р.М.

Учебник: «Дорожно-строительные материалы»

М: изд. «Транспорт» 1987г.

Местные дорожно-строительные материалы

При строительстве автомобильных дорог применяют разнообразные строительные материалы, которые по происхождению и особенностям переработки могут быть разделены на две основные группы: природные и искусственные.

Природные строительные материалы подразделяются на грунты, гравий и гравийные смеси, песок, камень булыжный, различные местные материалы (дресва, жерства, ракушка, конкреции, тырса, мел и т. д.) К искусственным относят щебень, каменные порошки, колотый камень, брусчатку, каменное литье, изделия в виде плит для покрытия дорог и тротуаров, бортовых камней и деталей для дорожных ограждений и знаков. Кроме того, для приготовления бетонов и стабилизации грунтов используют органические и неорганические (минеральные) вяжущие материалы (битумы, дегти, эмульсии, различные цементы, известь и т. д.).

Каменные материалы, применяемые в естественном виде:

Гравий — ГОСТ 8267-93 – гост-это государственный стандарт на территории страны, выпуск продукции, цифры означают:

Первые — порядковый номер,

Второе – государственный номер.

Гравий – это неорганический, сыпучий материал с зернами крупнее 5(3) мм, получаемый рассевом природных песчано-гравийных смесей. Применяется на дороге низких категорий. Для укрепления обочин, для приготовления асфальтобетонных смесей.

Недостатки округлая форма, гладкий, без острых граней, шероховатый. Плохо пристает битум.

Морозостойкость :

Морозостойкость гравия характеризуют числом цифр переменного замораживания и оттаивания, которая может выдерживать материал без видимых признаков разрушения. Марки по морозостойкости F15; F25; F50; F75; F100; F150; F200 – слабый материал

F300; F400 – самый морозостойкий.

Содержание глины в комках не должно превышать 0,25 %

Дресва — продукт выветривания горных пород, сохранившийся на месте разрушения; представляет собой рыхлую или слабосцементированную массу, состоящую из неокатанных остроугольных мелкообломочных зерен.

Жерства — продукт физико- механического и химического выветривания горных пород перенесенный на некоторое расстояние водой.

Организация дорожно-строительных работ (2)

... К добывающим относят карьеры дорожно-строительных материалов (камня, гравия, песка) и лесосеки. В свою очередь карьеры по своему назначению, объемам и срокам работ разделяют. на притрассовые и ... деталей и т. д. При сравнении различных вариантов их расположения учитывают следующие условия: 1)возможность и дальность транспортирования сырьевых материалов и готовой продукции (состояние и характеристика ...

Конкреции — каменные образования различной прочности, обычно округлой формы из осадочных горных пород различного состава (конкреции гипса, углекислого кальция, кремния, болотной руды, фосфоритов и др.).

Ракушки — материал морского и речного происхождения, в котором раковины часто находятся в смеси с гравием и песком. В дорожном строительстве чаще всего применяют морскую ракушку — для укрепления грунтов и в качестве нижних слоев оснований дорожных одежд.

Мергель — осадочная порода, состоящая из кальцита, иногда доломита и глинистого материала. Опоки — кремнистая горная порода, образовавшаяся в результате насыщения глин растворенным кремнеземом.

Песчаники — осадочная горная порода, состоящая из сцементированного песка. Песчаники могут быть кварцевые, глауконитовые, кремнистые, а в зависимости от крупности зерен мелко-, средне- и крупнозернистые.

Тырса — слабая известняковая порода, встречается главным образом на юге СССР.

Мел — мягкая белая известковая порода, которую можно укладывать в нижние слои основания дорожных одежа.

Шлаки — отходы металлургической промышленности. В зависимости от химического состава, скорости охлаждения и других факторов могут быть высокой и низкой прочности. В дорожном строительстве применяют также топливные шлаки, образовавшиеся в результате сжигания каменного угля.

Грунты — основной дорожно-строительный материал

Грунты — основной дорожно-строительный материал, продукт длительного процесса разрушения горных каменных пород под воздействием воды, теплоты, холода и ветра. Из них возводят земляное полотно, служащее основанием для дорожной одежды. От свойств грунта зависит прочность земляного полотна и дорожной одежды, а также сооружений на дороге. Свойства грунтов во многом определяются крупностью их частиц, которые могут быть глинистыми (менее 0,005 мм), пылеватыми (0,005…0,050) и песчаными (0,06…2 мм). Встречающиеся в природе грунты обычно представляют собой смесь песчаных, пылеватых и глинистых частиц. Свойства грунтов зависят также от содержания в них органических веществ, количества и химического состава растворенных солей, влажности и плотности. Влажность определяется отношением массы воды, содержащейся в грунте, к массе сухого грунта в том же объеме. Плотность характеризуется отношением массы грунта к его объему и выражается в килограммах на кубический метр или в тоннах на кубический метр. Наибольшая несущая способность грунта достигается его уплотнением до максимальной плотности при оптимальной влажности. Чем больше содержание песчаных частиц и чем они крупнее, тем меньше изменяются свойства грунтов от воздействия влаги и мороза. Песчаные грунты в сухом состоянии пылят, обладают малым сцеплением и труднопроезжаемы. На влажных песчаных грунтах проходимость машин улучшается. Для улучшения свойств к этим грунтам требуется добавление глинистых и суглинистых грунтов. Лучшие для дорожного строительства супесчаные грунты. При удовлетворительном содержании в сухое время года они образуют ровную поверхность, дорожное полотно легко накатывается автомобилями, В дождливую погоду быстро просыхают, малолипки. Пылеватые грунты при увлажнении переходят в плывунное состояние; малосвязны; способны к пучинообразованию; хорошо удерживают влагу и поднимают воду по капиллярам на большую высоту. В сухом состоянии легко истираются и пылят. Могут быть улучшены песком и гравием, желательно с введением вяжущего. Суглинистые грунты — связные, плохо пропускают воду и медленно просыхают. В сухое время года при правильном содержании дороги хорошо проезжаемы, а после дождя их поверхность становится скользкой. При перенасыщении влагой почти непроезжаемы из-за образования глубоких колей. Добавление песчаных грунтов значительно улучшает проезжаемость. При надлежащем водоотводе из суглинистых грунтов можно возводить хорошее дорожное полотно. Глинистые грунты при оптимальной влажности образуют хороший накат, но в пересохшем состоянии трескаются, пылят, а от переувлажнения набухают, полностью теряют несущую способность; очень липки и крайне медленно просыхают; при замерзании увеличиваются в объеме; для возведения земляного полотна непригодны, могут применяться только во внутренней части насыпей. Перечисленные свойства песчаных и глинистых грунтов используют для образования грунтовых одежд из так называемых оптимальных смесей, которые создаются из взятых в определенных, оптимальных для данных условий соотношениях песчаных и глинистых грунтов. Внутрихозяйственные дороги (в основном полевые) можно трассировать непосредственно по поверхности земли. В этом случае большое значение имеют свойства почвенного покрова. Подзолистые почвы распространены в лесной и таежной зонах страны. Характерная особенность этих почв — наличие на глубине 10…25 см белого мучнистого слоя, состоящего из малосвязных пылеватых частиц, быстро впитывающих воду и быстро размокающих. Ниже этого так называемого подзолистого слоя залегает маловодопроницаемый слой из глинистых частиц. Вследствие этого подзолистые почвы склонны к переувлажнению и заболачиванию. Однако липкость их невелика. В сухое время года подзолистые почвы легко истираются и пылят. Черноземные почвы распространены в степной зоне (Украина, Кубань, Западносибирская низменность). Они темные, отличаются повышенным содержанием гумуса, влагоемки и хорошо водопроницаемы, вследствие чего быстро просыхают, легко уплотняются катками, но во влажном состоянии очень липки, образуют глубокие колеи. Каштановые и бурые почвы характерны для пустынной и степной зон. Представляют собой, как правило, пылеватые и пылевато-суглинистые грунты, переходящие по мере заглубления в лёсс. Лёссы — это своеобразные пылевато-суглинистые грунты палевого цвета. В естественном состоянии макропористые, способны держать вертикальные откосы большой высоты, но при увлажнении теряют связность и несущую способность, легко размываются водой. При возведении земляного полотна на лёссах требуется тщательная защита дороги от переувлажнения. В зонах распространения бурых, каштановых и черноземных почв возможно наличие участков засоленных грунтов — солончаков, солонцов и такыров, в которых содержатся легкорастворимые соли натрия и магния. Солончаки — почвы, в поверхностном слое которых содержится более 1 % солей, расположены в понижениях рельефа с близким залеганием грунтовых вод, которые, поднимаясь по капиллярам, легко испаряются вследствие сухости климата, вызывая накопление солей в верхней толще почвогрунта. На солончаках могут произрастать только солеустойчивые растения — галофиты. Солонцы образуются вследствие выщелачивания солончаков дождевыми водами, поэтому в этих грунтах соли накапливаются в более глубоких слоях, а на поверхности располагается обычно плотный бесструктурный глинистый слой. Во влажном состоянии солонцовый слой набухает и становится непроницаемым для воды. Такыры — плоские глинистые, лишенные растительности равнины, характерные для пустынь и полупустынь Средней Азии. По всей толще вертикального разреза в небольшом количестве содержат легкорастворимые соли. При увлажнении верхний слой такыров размокает и становится непроезжем. Весной и летом после дождей такыры покрываются водой, превращаясь во временные мелководные озера. Пригодность перечисленных засоленных почвогрунтов для использования их при строительстве дорог во многом определяется составом солей и степенью увлажнения. Так, сернокислые соли магния и натрия при увлажнении приводят к увеличению объема и образованию разбухших слоев, что затрудняет проезд по грунтовой дороге, как во влажные, так и в сухие периоды года. Грунты, поглощающие комплекс, который насыщен натрием, при увлажнении медленно размокают, становятся скользкими и липкими, очень медленно просыхают, что на длительное время затрудняет по ним проезд.

Песок

1. Песок природный – требования песка по ГОСТу 8736-93.

Это неорганический, сыпучий материал с крупностью зерен до 5(пяти) мм., образовавшийся в результате естественного разрушения скальных пород и получаемый при разработке песчано-гравийных месторождений, без применения специального оборудования.

2. Песок дробленый – с крупностью зерен до 5 мм., изготовляемых из скальных горных пород и гравия с применением специального дробильно-размольного оборудования.
3. Фракционированный песок – это песок с крупностью зерен 2 мм. с использованием специального оборудования.
4. Песок из отсевов дробления

Получают из отсевов дробления горных пород, при производстве щебня и из отходов руд черных и цветных металлов и не металлических ископаемых и других отраслей промышленности. Разделяют на марки в зависимости от прочности горной породы или гравия.

Марка: 400; 600; 800; 1000; 1200; 1400.

В зависимости от происхождения пески могут быть речные, морские, озерные, дюнные и др. По минеральному составу песок может быть кварцевый, известняковый, гипсовый, магнетитовый, ракушечниковый, глауконитовый и др. Песок широко применяют в строительном деле для улучшения дорожных свойств суглинистых грунтов, для приготовления строительных растворов, асфальтобетона и цементо-бетона, в качестве основания дорожных одежд и сооружений.

Применяют в строительные растворы; в асфальтово-бетонную смесь.

Каменные материалы

используемые в сельскохозяйственном дорожном строительстве каменные материалы получают из природных горных пород. Физико-механические свойства этих материалов должны отвечать определенным техническим требованиям. Чаще всего качество каменных материалов определяется такими основными физико-механическими показателями, как прочность, морозостойкость и водопоглощение.

Прочность — это способность материала сопротивляться, не разрушаясь, внешним и внутренним усилиям, возникающим от статических и динамических нагрузок. Она характеризуется пределом прочности при сжатии и выражается в паскалях.

Морозостойкость — способность насыщенного водой материала выдерживать определенное количество циклов замораживания и оттаивания без разрушения. Характеризуется маркой материала по морозостойкости, например Мрз-25 (материал не теряет прочности при 25 циклах замораживания и оттаивания).

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать воду, что характеризует его пористость, выражается в процентах. Горные породы, из которых получают каменный материал для дорожного строительства, разделяют на четыре группы: изверженные (граниты, диориты, сиениты, габбро, базальты); известняковые (известняки, доломиты, мраморы); песчаниковые — песчаники из зерен кварца и других минералов, скрепленных различными цементами (известковым, кремнистым, железистым, гипсовым, глинистым); сланцевые (характеризуются слоистым сложением).

Внутри каждой группы горных пород каменные материалы в зависимости от предела прочности подразделяются на пять классов. К первому классу относят породы с пределом прочности на сжатие в водонасыщенном состоянии свыше 100…120 МПа, а к пятому — ниже 30 МПа.

Гравий

каменный материал с частицами размером 5…70 мм, получаемый после его отсева из природных гравийных смесей горного, овражного, речного, морского и озерного происхождения. Щебень в отличие от гравия получают путем дробления камня в камнедробилках. Как и гравий, щебень в зависимости от крупности разделяют на четыре фракции (5…10, 10…20, 20…40, 40…70 мм).

Щебень имеет различное происхождение: из изверженных пород (гранитов, сиенитов, диоритов, габбро, базальтов, андезитов, порфиры и др.), метаморфических (мрамор, сланцы, гнейсы и др.) и осадочных пород (доломитов, известняков, песчаников).

Щебень

Технические требования к щебню по ГОСТу 8267-93

Щебень – неорганический сыпучий материал с зернами крупнее (5 мм)

получаемый дроблением горных пород гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных пород, а так же отходов горно-металлургических предприятий, дробления.

По согласованию изготовителя с потребителем, допускается выпуск щебня из изверженных горных пород, содержащего свыше 50 – 65 % зерен пластинчатой и угловатой формы.

Прочность щебня характеризуют маркой определяемой по дробимости.

Используется для приготовления цементо-бетона.

Смеси могут приготавливаться как в карьере, так и на строительной площадке в смесительной установке, для дополнительных слоев оснований дорожной одежды, и укрепления обочин автомобильных дорог.

К щебню и гравию, используемым в качестве дорожно-строительных материалов, предъявляют определенные требования, зависящие от категории дороги и климатических условий: прочность 100…120 МПа, морозостойкость 15… 150 циклов, отсутствие зерен лещадной (пластинчатой) формы, полное отсутствие или наличие не более 2 % глинистых и суглинистых частиц. Щебень, аттестованный по высшей категории качества, должен иметь морозостойкость не ниже 25 циклов.