2.2 Характеристика материалов и источников их приготовления

Для устройства дорожной одежды используются следующие материалы: асфальтобетон, щебень глубокой пропитки, подобранная песчано-гравийная смесь, песок. Данные материалы должны удовлетворять требованиям ГОСТ, а также СТБ.

Песок добывают из карьера. Щебень, битум, минеральный порошок, ПАВ поступают по железной дороге.

Песок – природный каменный материал. Качество песка оценивают зерновым составом и минералогическим составом, содержанием пылевидных, глинистых, илистых частиц и органических примесей, а так же прочностью и пористостью.

Зерновой состав песка приведён в таблице 2.2.2.

Гравий – это сыпучий зернистый материал с окатанной поверхностью, получаемой рассевом песчано-гравийной смеси. По фракциям разделяют: 5…10, 10…20, 20…40, 40…70, 70…120, 120…150.Допускается запесоченность гравия менее 5%. Прочность гравия характеризуется его маркой, определяемой по дробимости при сжатии: Др 8 – до 8 потерь по массе; Др 12 – 8…12 потерь по массе; Др 16 – 12…16 потерь по массе; Др 24 – 16…24 потерь по массе. По истираемости И-I до 20% потерь по массе; И-II – 20%…30% потерь по массе; И-III – 30%...40% потерь по массе; И-IV – 40%...50%. По морозостойкости различают марки 15, 25, 50,100, 200, 300. Гравий применяют для покрытий переходного типа, оснований, дренажных и водоотводных сооружений, как заполнитель в асфальте или цементобетоне.

Зерновой состав гравия приведён в таблице 2.2.1.

Щебень – продукт дробления скальных или рыхлых горных пород. Для покрытия крупность составляет 40 миллиметров, для основания – 70 миллиметров. Содержание пылевидных и глинистых частиц для покрытия должны быть не более 3 %, содержание зерен пластинчатой и игловатой формы должно быть не более 20 %. Марка щебня по прочности от 800 до 1200. Марка по морозостойкости 150. Марка по износу в полочном барабане для покрытий И-I и И-II.

Минеральный порошок – продукт размола известняков, доломитов и других карбоновых пород или основных доменных гранулированных шлаков с прочностью на сжатие не менее 20 МПа. Тонкость помола порошков должна быть такой, чтобы при мокром рассеве сквозь сито 1,25 мм проходило 100%, через сито 0,315 мм – не менее 90% и через сито 0,071 мм – не менее 70%.

Температура приготовления асфальтобетонной смеси 140 – 180 ºС, температура укладки 120…160 ºС, применяется битум марки БНД 60/90 и БНД 90/130.

Щебень глубокой пропитки устраивают в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 5 °С. При использовании эмульсий при температуре воздуха ниже 10 °С их следует применять в теплом виде (с температурой 40—50 °С). Щебень применяют из изверженных пород марки не ниже 800 или осадочных и метаморфических марки не ниже 600. Щебень, используемый для устройства оснований, дол­жен иметь марку не ниже 600.

При использовании в качестве вяжущего эмульсий первый розлив вяжущего (70 % эмульсии от общего расхода) следует делать после распределения первой расклинивающей фракции и ее уплотнения. Остальные 30 % эмульсии разливают после уплотнения второй расклинивающей фракции.

При температуре до 20 °С щебень основной фракции следует уплотнять, как правило, без увлажнения. При температуре воздуха выше 20 °С щебень следует поливать водой в количестве 8—10 л/м². В этом случае разливать битум или деготь следует только после просыхания щебня, а эмуль­сию следует разливать по влажному щебню.

При использовании вяжущего в виде битумных эмульсий устраивать защитный слой на покрытии с использованием последней, наиболее мелкой фракции щебня, а также устраивать покрытие по подготовленному основанию следует через 10—15 сут при пропитке анионными эмульсиями и через 3 − 5 сут − при пропитке катионными.

Движение построечного транспорта разрешается только после окончании укатки последней, наиболее мелкой фракции щебня. В течение 10 дней движение следует регулировать по всей ширине покрытия с ограни­чением его скорости до 40 км/ч.

При использовании эмульсий движение следует открывать через 1 − 3 сут после распределения и уплотнения предпоследней расклинивающей фрак­ции щебня при устройстве покрытия и последней фракции щебня при уст­ройстве основании.

В данном разделе приведены графики зернового состава гравия в заданных карьерах, определена их пригодность. Оценка пригодности производится по остаткам на сите.

Полный остаток – сумма частных остатков на ситах с большим размером отверстий и остатка на данном сите, выраженная в процентах

А_i=a_2.5+a_1.25+…+a_i, (3)

где a_i-частный остаток.

Частным остатком называется отношение массы остатка на каждом сите к массе всей навески, выраженной в процентах

a_i=m_i/m·100, (4)

где m_i – масса остатка на данном сите, г;

m – масса просеиваемой навески материала, г ( для песка - 2кг, для гравия - 5кг).

Таблица 2.2.1 – Зерновой состав гравийного материала

№ карьера			Сита с отверстием, мм
			70		40		20		10		5		2,5		0,63		0,16		0,075
1	Полный остаток	0		36		61		72		79		82		87		95		97
	Просев	100		64		39		28		21		18		13		5		3
14	Полный остаток	3		40		64		70		77		84		87		93		98
	Просев	97		60		36		30		23		16		13		7		2
15	Полный остаток	1		37		61		65		71		79		90		94		97
	Просев	99		63		39		35		29		21		10		6		3

Таблица 2.2.2 – Зерновой состав песчаного материала

№ карьера		Сита с отверстием, мм
		5	2,5	1,75	0,63	0,16	0,075
5	Полный остаток	0	4	41	73	91	99
	Просев	100	96	59	27	9	1,0
7	Полный остаток	8	13	31	71	92	98
	Просев	92	87	69	29	8	2,0
8	Полный остаток	2	8	33	74	93	99
	Просев	98	92	67	26	7	1,0

Для анализа зернового состава песчаного материала по ГОСТ 8735 – 88 определим модуль крупности материала

(5)

где - величина полного остатка на сите с отверстием n.

Модуль крупности для песка с карьера №5

Мкр=(4+41+73+91+99)/100%=3,08 .

Следовательно, в карьере песок средней крупности, к строительству пригоден.

Модуль крупности для песка с карьера №7

Мкр=(8+13+31+71+92+98)/100%=3,03.

Следовательно, в карьере песок средней крупности, к строительству пригоден.

Модуль крупности для песка с карьера №8

Мкр=(2+8+33+74+93+99)/100%=3,09.

Следовательно, в карьере песок средней крупности, к строительству пригоден.

Графики зернового состава гравия и песка представлены на рисунках

2.2.1 и 2.2.2 . Их пригодность оценивают по полным остаткам на сите. Из графиков видно, что гравий и песок, разрабатываемые в карьерах не удовлетворяют требованиям ГОСТ 25607-94. Следовательно, необходима его дополнительная переработка: дробление и грохочение. Наиболее рационально будет устроить перерабатывающие агрегаты непосредственно в карьерах, что предотвратит необходимость возить песок и гравий на перерабатывающие заводы, а затем объекты строительства. Кроме этого снизит затраты на строительство.

Определение границы действия карьеров. Границы действия карьеров расположены в тех точках строящейся дороги, где обеспечиваются минимальные затраты на материалы, то есть стоимости материалов, подвозимых из двух соседних месторождений, равны между собой. Для определения этих точек проводим графоаналитическое построение. Анализируя рисунки 2.2.3 и 2.2.4 ограничиваем зоны действия карьеров, также из рисунка 2.2.2 видно что рационально использовать карьеры №14 и №1, а из рисунка 2.2.3 рационально использовать карьеры №8 и №7.