Местные дорожно-строительные материалы

Министерство  образования и науки

Федеральное государственное образовательное

учреждение  профессионального образования

«Кунгурский автотранспортный

Колледж»  первый курс

«Первые шаги к специальности»

 

Дисциплина:

Введение  в

специальность.

Местные дорожно-строительные материалы

 

 

Волков Владислав,

Студент группы Д-11-2

Научный руководитель:

Оборина Ксения Викторовна,

Преподаватель КАТК

 

 

 

Кунгур,2011

 

Используемая  литература:

1. 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.

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 для строительных работ.

 

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, с последующим рассевом продуктов  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.