Строительные машины и оборудование, справочник





Материалы, применяемые для строительства автомобильных дорог

Категория:
   Устройство автомобильных дорог


Материалы, применяемые для строительства автомобильных дорог

Грунты разделяются на две основные группы: несвязные — сыпучие и связные. К несвязным грунтам относятся — пески, жерства, гравелистые и каменистые грунты. К связным грунтам относятся глины.

Грунты классифицируются и по крупности отдельных частиц. В дорожной классификации принято, что частицы мельче О 005 мм — глинистые, пылеватые имеют размеры от 0,005 до 005 мм и песчаные от 0,05 до 2 мм. Встречаются грунты с более крупными размерами частиц, их называют гравелистыми.

Грунты имеют характерные свойства, которыми определяется их пригодность для дорожных работ.



Песок рыхлый пригоден для возведения насыпи земляного полотна и для подстилающего слоя, так как мало меняет свою устойчивость при переувлажнении, кроме плывунных песков.

Песок пылеватый ограниченно пригоден для возведения насыпи земляного полотна, так как при насыщении водой значительно снижает устойчивость и несущую способность.

Супесь пригодна для строительства всех дорожных сооружений ввиду наибольшей устойчивости при переувлажнении. Супесь может быть использована для устройства проезжей части дороги при наличии небольшой интенсивности движения легких автомобилей.

Супесь мелкая малопригодна, потому что в водонасыщен-ном состоянии близка по своим свойствам к плывунам. Однако супесь мелкая может быть использована для возведения насыпи земляного полотна в сухих местах, где уровень грунтовых вод ниже 2 м от поверхности земли.

Супесь пылеватая непригодна для устройства насыпи: при насыщении водой легко переходит в плывунное состояние и резко снижает‘несущую способность. Там, где пылеватая супесь укладывается в насыпь земляного полотна, обычно образуются пучины.

Суглинок и тяжелый суглинок пригодны для строительства всех дорожных сооружений ввиду их водостойкости.

Суглинок пылеватый малопригоден, так как при водо-насыщении земляного полотна образует пучины; может использоваться лишь в сухих местах.

Глина ограниченно пригодна из-за большой трудности разработки. Глина для грунтовых смесей непригодна.

Для правильного выбора средств механизации при производстве земляных работ все грунты условно разбиты на основные четыре категории по трудности разработки: I —легкоразрабатываемые; II — средней трудности разработки; III — тяжелые для разработки и IV — грунты особо тяжелые для разработки.

К I категории относятся песок, супесь, растительный грунт и торф; ко II — легкий и лёссовидный суглинок, влажный рыхлый лесс, гравий размером до 15 мм, плотный растительный слой с корнями трав, супесь с примесью щебня и гальки; к III — жирная и мягкая глина, гравий, галька и щебень с размерами от 15 до 40 мм, суглинок, смешанный с галькой или щебнем или строительным мусором; к IV —тяжелая ломовая глина, жирная глина и тя.

желый суглинок с примесью щебня, гальки, строительного мусора; крупная галька и камень с размерами до 90 мм.

Каменные материалы. К природным каменным материалам относятся горные породы, применяемые в дорожном строительстве в виде рыхлых и измельченных масс. В дорожном строительстве имеются следующие виды рыхлых горных пород: – песчано-гравийный материал представляет естественную горную породу, содержащую песка и гравия не менее 20%; – карьерный гравийных материал — естественная горная порода с крупностью зерен до 70 мм и содержанием песка не более 50%; – рядовой гравий — карьерный гравийный материал с отдельными песчаными и гравийными зернами. Имеется средний рядовой гравий с размерами частиц от 3 (5) до 40 мм и крупный — с размерами частиц от 3 (5) до 70 мм; – гравий сортовой или фракционированный, полученный при раз-грохотке рядового гравия через сита с отверстиями 3 (5), 10, 15, 25, 40, 70 мм; – щебень, полученный механическим дроблением в щековых, конусных, молотковых и валковых дробилках из обломков горных пород. Щебень после дробления сортируется по фракциям на грохотах с различными отверстиями сит.

Удельный вес каменных материалов колеблется от 2,6 до 2,9 т/м3.

В зависимости от крупности щебень различается по следующим фракциям: очень крупный — от 70 до 120 мм; крупный — 40— 70 мм; средний — 25—40 мм; мелкий 15—25 мм; клинец—10— 15 мм; каменная мелочь — 3 (5) —10 мм; высевки — до 3 (5) мм. Щебень указанных фракций применяется в следующих конструктивных слоях дорожной одежды: очень крупный используется при устройстве нижних слоев основания; крупный — в верхних слоях основания; средний — в верхних слоях оснований и нижних слоях покрытий; мелкий клинец, каменная мелочь и высевки — в верхних слоях покрытий, а также для устройства ковриков износа автомобильных дорог.

Щебень приготавливается из различных каменных пород — твердых и мягких. К твердым породам относятся границы, диориты, базальты, габбро, андезиты, порфиры, к мягким — доломиты, известняки и песчаники.

Минеральные вяжущие материалы в зависимости от условий твердения делятся на две группы: гидравлические и воздушные. К гидравлическим вяжущим относятся портландцементы, романцемент и гидравлическая известь; к воздушным — воздушная известь, гипс.

Портландцемент — это вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Портландцемент получают при тонком размоле обожженного до спекания мергеля определенного состава и смеси, состоящей из известняка и глинистых составляющих, обеспечивающих образование в полученном клинкере силикатов кальция. Тонкость помола очень большая. Достаточно сказать, что средний диаметр частиц составляет 15—20 мк. Частиц с.такими размерами и менее должно быть не менее 50% от общего количества. Начало схватывания портландцемента не ранее чем через 45 мин, а конец не позднее чем через 12 ч.

Строительной воздушной известью называется вяжущее вещество, полученное обжигом не до спекания карбонатных пород (кальциевых и доломитизированных известняков, мела, доломитов) с последующим гашением водой или размолом в порошок. Молотая негашеная известь имеет тонкий помол, такой же, как портландцемент.

Объемный вес извести-пушонки 500 кг/м3, молотой кипелки 600 кг/м3, а известкового теста, содержащего в среднем 50% воды, составляет 1400 кг/м3.

Гидравлическая известь представляет гидравлическое вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом, который не доводит до спекания мергелистых известняков, содержащих от 8 до 20% глинистых примесей. Предел прочности раствора на гидравлической извести в зависимости от времени хранения в сутках лежит в пределах: при растяжении не менее 2—6 кГ/см2, при сжатии 6—25 кГ/см2.

Органические вяжущие материалы. К органическим вяжущим материалам, применяемым в дорожном строительстве, относятся нефтяные и сланцевые битумы, дегти.

Нефтяные дорожные вязкие улучшенные битумы согласно ГОСТ 11954—66 разделяются на пять марок: БНД-200/300; БНД-130/200; БНД-90/130; БНД-60/90; БНД-40/60.

Нефтяные дорожные вязкие битумы получают из окисленных и неокисленных продуктов прямой перегонки нефти и компаундированием окисленных продуктов с неокисленными, получаемыми при прямой перегонке нефти и селективном разделении нефтепродуктов. Качество нефтей, применяемых для изготовления дорожных битумов, оценивается по соотношению содержания в них асфаль-тенов, смол и парафинов.

Нефтяные дорожные жидкие улучшенные битумы по ГОСТ 11955—66 подразделяются на два класса: СГ и МГ. Жидкие битумы класса СГ густеют со средней скоростью и применяются при строительстве автомобильных дорог во всех дорожно-климатичес-ких зонах. Жидкие битумы класса МГ медленногустеющие и применяются при строительстве дорог во II, III, IV и V дорожно-кли-матических зонах. Применение битумов класса МГ во II дорожно-климатической зоне допускается только при условии добавления к ним активаторов и поверхностноактивных добавок.

Класс СГ состоит из битумов пяти марок: СГ-15/25; СГ-25/40; СГ-40/70; СГ-70/130; СГ-130/200; класс МГ из битумов четырех марок: МГ-25/40; МГ-40/70; МГ-70/130; МГ-130/200.

Нефтяные жидкие дорожные улучшенные битумы класса С Г получают компаундированием вязкого битума марки БНД-60/90 с разжижителями нефтяного или каменноугольного происхождения.

Нефтяные жидкие дорожные улучшенные битумы класса МГ получают в остатке после перегонки нефти из нефтяных фракций и продуктов деструктивной переработки нефти и компаундированием вязких битумов с разжижителями нефтяного или каменноугольного происхождения.

Нефтяные жидкие дорожные улучшенные битумы изготавливаются с добавлением и без добавлений поверхностноактивных веществ. Битумы, изготавливаемые с добавками поверхностноактивных веществ, имеют дополнительную маркировку индексом «п» к наименованию марки битума, например МГп=40/70.

Сланцевые жидкие битумы разделяются на шесть марок: БЖС-1; БЖС-2; БЖС-3; БЖС-4; БЖС-5 и БЖС-6.

Дегти разделяются на каменноугольные, торфяные, буроуголь-ные и древесные, причем каменноугольные дегти разделяются на высокотемпературные и низкотемпературные по способу их получения. Высокотемпературные сырые дегти получают при температуре свыше 700° С при коксовании и газификации каменных углей. Низкотемпературные серые дегти получают при температуре 450— 600 °С в доменном производстве при выработке генераторного газа и искусственного жидкого топлива. Высокотемпературные коксовые дегти разделяются на восемь марок с Д-1 по Д-8, причем первые пять марок с Д-1 по Д-5 — это жидкие, а остальные три с Д-6 по Д-8 — вязкие.

Вязкие битумы применяются в дорожном строительстве только в нагретом состоянии, когда снижается их вязкость.

Область применения органических вяжущих будет указана ниже.

Битумные и дегтевые эмульсии. Дорожные эмульсии являются механической смесью размельченных частиц битума или дегтя с водным концентрированным раствором эмульгатора.

Эмульгаторы вводятся для устойчивости эмульсий. В качестве эмульгаторов могут быть использованы:мыло, жиры, жирные кислоты, белковые вещества, древесные смолы, растительные масла, силикат натрия, казеин, крахмал, клей.

Дорожные эмульсии можно разделить на три основные группы: прямые (основные) с содержанием битума 50—60%. нежесткой воды 40—50% и эмульгатора от 1 до 5%; обратные, у которых дисперсной фазой являются дегти; высококонцентрированные, у которых количество битума доходит до 80% и более, а эмульгатора от 5 до 6%- Перед употреблением эти эмульсии растворяют в 10—20% нежесткой воды. Основные эмульсии приготавливают преимущественно в дисковых мешалках с большим числом оборотов (2500—3500 об/мин). Обратные и высококонцентрированные эмульсии приготавливают в лопастных мешалках с числом оборотов вала от 70 до 100 в минуту.

Эмульгаторы приготавливают в лопастных мешалках.

Хранить эмульсию можно при температуре не ниже +3 °С в пределах от нескольких часов до нескольких месяцев, в зависимости от типа эмульсии. Продолжительность хранения высококонцентрированных эмульсий очень большая и практически не ограничена.

Цементобетонные смеси. В дорожном строительстве цементобетонные смеси имеют различное назначение, в связи с чем в больших пределах изменяются их составы.

Удобоукладываемость и подвижность нерасслаивающихся доброкачественных бетонных смесей зависит от ряда факторов, из которых основными являются: водоцементное отношение (В/Ц), соотношение цемента и заполнителей, относительное содержание песка в смеси заполнителей (г=а:п). Подвижность бетона повышается при увеличении водоцементного отношения и уменьшении заполнителей. На подвижность бетонной смеси оказывают влияние и другие факторы, такие, как форма зерен заполнителя, характер поверхности зерен, наличие добавок.

Подвижные (пластичные) бетонные смеси, имеющие осадку конуса от 5 до 10 см, водоцементное отношение от 0,5 до 0,6, легко укладываются и уплотняются.

Жесткие бетонные смеси, имеющие водоцементное отношение от 0,24 до 0,38 и удобоукладываемость по стандартному техническому вискозиметру от 30 до 700 сек, позволяют получать экономию цемента от 10 до 20%, сокращать сроки твердения при повышении прочности бетона.

Бетонные смеси разделяются по своему объемному весу на три основные группы — тяжелые, легкие и особо легкие.

Тяжелые бетонные смеси имеют объемный вес смеси от 2,2 до 2,4 т/м3 и заполнители в виде кварцевого песка, щебня изверженных и осадочных пород или гравия. Применяются тяжелые бетонные смеси при строительстве цементобетонных покрытий и искусственных сооружений. Для приготовления дорожных бетонов целесообразно использовать-марки бетона от 200 и выше.

Легкие бетонные смеси имеют объемный вес от 1,2 до 1,8 г/ж3. В качестве заполнителя используются пемза, туф, трепел, котельные и доменные шлаки, керамзит. Легкие бетонные смеси применяются при строительстве гражданских и линейных зданий и некоторых мостовых конструкций. Для приготовления легких бетонов можно использовать марки бетона 150—200.

Особо легкие бетонные смеси (пенобетон, газобетон) имеют объемный вес от 0,4 до 1,0 т/м3. В качестве заполнителя особо легких бетонных смесей применяются — шлако-пемза, агломерат, пористые шлаки, керамзит, пористый щебень, пористый гравий, окатанный песок. Особо легкие бетонные смеси используются только при строительстве малоэтажных гражданских зданий; в дорожных сооружениях не применяются.

Асфальтобетонные и дегтебетонные смеси применяются для устройства покрытий автомобильных дорог. Асфальтобетонные смеси приготавливаются в специальных установках — асфальтобе-с ых смесителях — из рационально подобранных смесей, состо-Тших из песка, щебня различных фракций, минерального порошка и вяжущего (битума, дегтя). По температуре приготовления и укладке в покрытие”’ имеются три вида асфальтобетонных смесей — горячие, теплые и холодные.

Асфальтобетонные смеси разделяются и по крупности зерен минерального материала. Крупнозернистые смеси в своем составе имеют зерна минерального материала до 40 мм\ среднезернистые соответственно до 25 мм; мелкозернистые до 15 мм\ песчаные до 5 мм. Крупнозернистые смеси укладываются в нижний слой покрытия. Среднезернистые смеси могут укладываться как в нижний, так и верхний слой покрытия. Мелкозернистые смеси используются обычно только для верхнего слоя покрытия. Песчаные смеси применяются для укладки выравнивающих слоев, на тротуарах, в помещениях в виде полов, во дворах и подъездах и на дорогах с малой интенсивностью движения.

Для повышения качества асфальтобетонных смесей в них добавляют поверхностноактивные вещества (ПАВ). Температура приготовления, укладки и укатки асфальтобетонных смесей различная для каждой смеси.

Горячие асфальтобетонные смеси с применением битумов марок БНД-90/130 или БНД-60/90 ‘приготавливаются при температуре 140—160 °С, укладываются при температуре 130—150 °С, а укатываются при 100—130 °С.

Горячие дегтебетонные смеси соответственно приготавливаются при температуре 100—130° С, укладываются при 90—130 °С, а уплотняются при 70—90 °С. Горячие смеси на сланцевых битумах приготавливаются при 100—130 °С, укладываются при 90—120° С, а уплотняются при 60—90 °С.

Теплые асфальтобетонные смеси с применением жидких битумов класса СГ или класса МГ приготавливаются при 90—100 °С, укладываются с температурой не более 40, а уплотняются от 25 до 40 °С.

Холодные асфальтобетонные смеси с применением жидкого битума класса СГ или класса МГ приготавливаются при температурах соответственно 90—100 и 110—130 °С. После приготовления в смесителях смеси транспортируют на склад. По мере надобности смесь грузят в автомобили и укладывают при температуре 5—40 °С. Уплотнение можно производить при любой погоде.

Читать далее:

Категория: - Устройство автомобильных дорог

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины