Материали, използвани за изграждане на магистрали
Почвите се разделят на две основни групи: несвързани – рохкави и сплотени. Некохезионните почви включват пясъци, чакъл и скалисти почви. Глините са кохезионни почви.
Почвите също се класифицират според размера на отделните частици. В класификацията на пътищата е прието, че частиците с размери под 005 mm са глинести, прахообразни, с размери от 0,005 до 005 mm и песъчливи от 0,05 до 2 mm. Има почви с по-голям размер на частиците, те се наричат чакъл.
Почвите имат характерни свойства, които определят тяхната годност за пътни работи.
Рохкавият пясък е подходящ за изграждане на земен насип и за долния слой, тъй като не променя стабилността си при намокряне, с изключение на плаващи пясъци.
Тинестият пясък е с ограничена употреба за изграждане на земен насип, тъй като когато е наситен с вода, той значително намалява стабилността и носещата способност.
Пясъчната глина е подходяща за изграждане на всички пътни конструкции поради най-голямата устойчивост на преовлажняване. Пясъчната глинеста почва може да се използва за изграждане на пътното платно при наличие на малък трафик на леки превозни средства.
Фината пясъчна глинеста почва е малко полезна, тъй като в своето водонаситено състояние тя е близка по свойствата си до плаващите пясъци. Въпреки това, фин пясъчен глинен слой може да се използва за изграждане на земен насип на сухи места, където нивото на подземните води е под 2 m от земната повърхност.
Прашната пясъчна глинеста почва е неподходяща за насип: когато се насити с вода, тя лесно се превръща в плаващо състояние и рязко намалява носещата способност. Там, където тинесто-песъчливата почва е положена в земния насип, обикновено се образуват пропасти.
Глинестите и тежките глинести почви са подходящи за изграждане на всякакви пътни конструкции поради тяхнатаводоустойчивост.
Силната глинеста почва е малко полезна, тъй като когато основата стане наситена с вода, тя образува пропасти; може да се използва само на сухи места.
Глината е с ограничено приложение поради голямата трудност на разработване. Глината за почвени смеси е неподходяща.
жълта глинеста почва с примеси на трошен камък, камъчета, строителни отпадъци; едри камъчета и камъни с размери до 90 мм.
Специфичното тегло на каменните материали варира от 2,6 до 2,9 t/m3.
В зависимост от фиността, натрошеният камък се различава в следните фракции: много едри - от 70 до 120 mm; големи - 40-70 мм; среден - 25-40 мм; малки 15-25 mm; клин - 10 - 15 мм; каменни глоби - 3 (5) -10 mm; семена - до 3 (5) мм. Трошен камък от тези фракции се използва в следните структурни слоеве на настилката: много груб се използва при изграждането на долните слоеве на основата; големи - в горните слоеве на основата; средна - в горните слоеве на основите и долните слоеве на покритията; малки клинове, фин камък и пресяване - в горните слоеве на покритията, както и за монтаж на износващи се рогозки за пътища.
Трошен камък се приготвя от различни каменни породи - твърди и меки. Твърдите скали включват граници, диорити, базалти, габро, андезити, порфири, меките скали включват доломити, варовици и пясъчници.
Минералните свързващи вещества, в зависимост от условията на втвърдяване, се разделят на две групи: хидравлични и въздушни. Хидравличните свързващи вещества включват портланд цимент, Romancement и хидравлична вар; на въздух - въздушна вар, гипс.
Портландциментът е свързващо вещество, което се втвърдява във вода и въздух. Портланд циментът се получава чрез фино смилане на изпечен за синтероване мергел с определен състав и смес, състояща се от варовикови и глинести компоненти, осигуряващиобразуването на калциеви силикати в получения клинкер. Фиността на смилане е много голяма. Достатъчно е да се каже, че средният диаметър на частиците е 15-20 микрона. Частиците с такива и по-малки размери трябва да са поне 50% от общото количество. Началото на настройката на портландцимент е не по-рано от 45 минути, а краят е не по-късно от 12 часа.
Строителната въздушна вар е свързващо вещество, получено чрез изпичане на карбонатни скали (калциеви и доломитни варовици, креда, доломити) не преди синтероване, последвано от охлаждане с вода или смилане на прах. Смляната негасена вар има фино смилане, същото като портландцимента.
Обемното тегло на прахообразната вар е 500 kg/m3, смляната вряла вода е 600 kg/m3, а варовата паста, съдържаща средно 50% вода, е 1400 kg/m3.
Хидравличната вар е хидравлично свързващо вещество, получено чрез умерено изпичане, което не предизвиква спичане на мергелни варовици, съдържащи от 8 до 20% глинести примеси. Якостта на опън на разтвора върху хидравлична вар, в зависимост от времето за съхранение в дни, е в следните граници: при опън не по-малко от 2–6 kg/cm2, при натиск 6–25 kg/cm2.
органични свързващи вещества. Органичните свързващи вещества, използвани в пътното строителство, включват нефт и шистов битум, катран.
Маслените пътни вискозни подобрени битуми съгласно GOST 11954-66 са разделени на пет степени: BND-200/300; БНД-130/200; БНД-90/130; БНД-60/90; БНД-40/60.
Вискозният битум за нефтени пътища се получава от окислени и неокислени продукти от директна дестилация на нефт и чрез смесване на окислени продукти с неокислени продукти, получени по време на директна дестилация на нефт и селективно отделяне на нефтопродукти. Качеството на маслата, използвани за производството на пътищабитумът се оценява от съотношението на съдържанието на асфалтени, смоли и парафини в тях.
Подобрените петролни течни битуми съгласно GOST 11955-66 са разделени на два класа: SG и MG. Течните битуми от клас SG се сгъстяват със средна скорост и се използват при изграждането на пътища във всички пътно-климатични зони. Течните битуми от клас MG се сгъстяват бавно и се използват при изграждането на пътища във II, III, IV и V пътно-климатични зони. Използването на битум клас MG във II пътно-климатична зона е разрешено само ако към тях се добавят активатори и повърхностноактивни добавки.
Клас SG се състои от битум от пет класа: SG-15/25; ДВ-25/40; ДВ-40/70; ДВ-70/130; ДВ-130/200; клас MG от битум от четири степени: MG-25/40; МГ-40/70; МГ-70/130; МГ-130/200.
Подобрен нефтен течен пътен битум от клас C G се получава чрез смесване на вискозен битум клас BND-60/90 с втечняващи масла или въглища.
Нефтените течни пътни подобрени битуми от клас MG се получават като остатък след дестилация на нефт от нефтени фракции и продукти от деструктивно рафиниране на нефт и смесване на вискозни битуми с разредители от нефт или въглища.
Подобреният петролен течен пътен битум се произвежда със и без добавяне на повърхностно активни вещества. Битумите, произведени с добавки на повърхностноактивни вещества, имат допълнителна маркировка с индекс "p" към името на марката битум, например MGP=40/70.
Шистовият течен битум е разделен на шест степени: BZHS-1; БЖС-2; БЖС-3; БЖС-4; BZHS-5 и BZHS-6.
Катраните се делят на въглищен катран, торф, лигнитни въглища и дървесина, а каменовъглените катрани се делят на високотемпературни инискотемпературни според метода на тяхното производство. Високотемпературните сурови катрани се получават при температури над 700 ° C по време на коксуване и газификация на въглища. Нискотемпературният сив катран се получава при температура 450–600 ° C в доменното производство по време на производството на генераторен газ и изкуствено течно гориво. Високотемпературните коксови катрани са разделени на осем класа от D-1 до D-8, като първите пет класа от D-1 до D-5 са течни, а останалите три класа от D-6 до D-8 са вискозни.
Вискозните битуми се използват в пътното строителство само в загрято състояние, когато вискозитетът им намалява.
Обхватът на органичните свързващи вещества ще бъде посочен по-долу.
Битумни и катранени емулсии. Пътните емулсии са механична смес от натрошени частици битум или катран с воден концентриран разтвор на емулгатор.
За стабилността на емулсиите се въвеждат емулгатори. Като емулгатори могат да се използват: сапун, мазнини, мастни киселини, протеинови вещества, дървесни смоли, растителни масла, натриев силикат, казеин, нишесте, лепило.
Емулгаторите се приготвят в лопатъчни миксери.
Емулсията може да се съхранява при температура не по-ниска от +3 °C от няколко часа до няколко месеца, в зависимост от вида на емулсията. Продължителността на съхранение на висококонцентрираните емулсии е много дълга и практически неограничена.
циментобетонни смеси. В пътното строителство циментобетонните смеси имат различно предназначение, поради което техният състав варира в голяма степен.
Подвижни (пластични) бетонови смеси с наклон на конус от 5 до 10 cm, съотношение вода-цимент от 0,5 до 0,6, лесно се полагат и уплътняват.
Твърди бетонови смеси с водоциментово съотношение от 0,24 до 0,38 и обработваемостспоред стандартен технически вискозиметър от 30 до 700 секунди, позволяват ви да спестите цимент от 10 до 20%, да намалите времето за втвърдяване, като същевременно увеличите якостта на бетона.
Бетонните смеси се разделят според обемното си тегло на три основни групи - тежки, леки и свръхлеки.
Тежките бетонови смеси имат обемно тегло на сместа от 2,2 до 2,4 t/m3 и добавъчни материали под формата на кварцов пясък, трошен камък от магмени и седиментни скали или чакъл. Тежките бетонови смеси се използват при изграждането на циментобетонни покрития и изкуствени конструкции. За приготвяне на пътен бетон е препоръчително да се използват марки бетон от 200 и повече.
Леките бетонови смеси имат обемна плътност от 1,2 до 1,8 g/l3. Като пълнители се използват пемза, туф, трипол, котелни и доменни шлаки, експандирана глина. Леките бетонови смеси се използват при строителството на граждански и линейни сгради и някои мостови конструкции. За приготвянето на лек бетон можете да използвате бетонни класове 150-200.
Особено леките бетонови смеси (пенобетон, газобетон) имат обемна плътност от 0,4 до 1,0 t/m3. Като пълнители за особено леки бетонови смеси се използват шлакова пемза, агломерат, порести шлаки, експандирана глина, порест натрошен камък, порест чакъл, заоблен пясък. Особено леки бетонови смеси се използват само при изграждането на нискоетажни граждански сгради; не се използват в пътно строителство.
За настилка на магистрали се използват асфалтобетонни и катранено-бетонови смеси. Асфалтобетонните смеси се приготвят в специални инсталации - асфалтосмесители - от рационално подбрани смеси, състоящи се от пясък, натрошен камък от различни фракции, минерален прах и свързващо вещество (битум, катран). Според температурата на готвене и полагане в обвивката "" биват три видаасфалтови смеси - топли, топли и студени.
Асфалтобетонните смеси също се разделят по зърнометрията на минералния материал. Едрозърнестите смеси в състава си имат зърна от минерален материал до 40 mm \ среднозърнести, съответно до 25 mm; дребнозърнеста до 15 мм \ песъчлива до 5 мм. В долния слой на покритието се поставят едрозърнести смеси. Среднозърнестите смеси могат да се полагат както в долния, така и в горния слой на покритието. Дребнозърнестите смеси обикновено се използват само за горния слой на покритието. Пясъчните смеси се използват за полагане на изравнителни пластове, върху тротоари, на закрито под формата на подове, в дворове и входове и на пътища с ниска интензивност на движение.
За подобряване на качеството на асфалтобетонните смеси се добавят повърхностно активни вещества (ПАВ). Температурата на подготовка, полагане и валиране на асфалтовите смеси е различна за всяка смес.
Горещите асфалтови смеси, използващи битумни класове BND-90/130 или BND-60/90, се приготвят при температура 140–160 °C, полагат се при температура 130–150 °C и се валцуват при 100–130 °C.
Горещите катранени смеси се приготвят съответно при температура 100-130°C, полагат се при 90-130°C и се уплътняват при 70-90°C. Горещи смеси върху шистов битум се приготвят при 100–130°C, подреждат се при 90–120°C и се уплътняват при 60–90°C.
Топлите асфалтови смеси, използващи течен битум от клас SG или клас MG, се приготвят при 90–100 ° C, полагат се при температура не по-висока от 40 ° C и се уплътняват от 25 до 40 ° C.
Студените асфалтови смеси с течен битум от клас SG или клас MG се приготвят при температури съответно 90–100 и 110–130 °C. След приготвяне в миксери, смесите се транспортират доналичност. При необходимост сместа се зарежда в превозни средства и се поставя при температура 5-40 ° C. Уплътняването може да се извърши при всяко време.