Основные материалы дорожных одежд

При строительстве садово-парковых дорожек и площадок применяют как естественные, природные каменные материалы, так и инертные материалы искусственного происхождения, в основном отходы разных промышленных производств. Учитывая большие объемы требуемого материала (2—3 тыс. м3 на 1 га дорожных одежд), высокую стоимость его переработки и перевозки на место использования, следует всемерно изыскивать местные каменные материалы или их заменители — отходы местных промышленных предприятий. Для выбора и последующего применения материалов для строительства дорожек и площадок необходимо учитывать их физико-механические свойства.

По прочности материалы подразделяются на 5 классов:

крепкие и очень крепкие породы (1-го и 2-го клас­сов) — не затронутые или слабо затронутые выветрива­нием — кварциты, граниты, порфиры,

базальты, мраморовидные и плотные известняки и доломиты. Такие породы пригодны для всех видов дорожных одежд, предел прочности их свыше 100 МПа;

среднекрепкие породы (3-й класс) —те же породы, но затронутые выветриванием, а также кремнистые сланцы, неравномерной плотности известняки и песчаники. Каменные породы средней крепости применяются широко в дорожном строительстве в виде щебня. Предел прочности 60—80 МПа;

мягкие (4-й класс) —пористые известняки, доломиты известняковые, железистые, тонко-пленчатые песчаники. Применяются в виде щебня при устройстве оснований для твердых верхних покрытий. Предел прочности 30— 40 МПа;

очень мягкие (5-й класс) —выветренные изверженные породы, мучнистые, землистые известняки, слабые песча­ники, глинистые сланцы; применяются только с вяжущи­ми материалам и для устройства щебеночных оснований. Предел прочности 80 МПа.

Плотность — масса единицы объема абсолютно плот­ного материала без пор.

Водопоглощение — способность материала впитывать воду при нормальном атмосферном давлении. Породы крепкие (магматические и осадочные) из-за своей плот­ности впитывают воду слабо. Водопоглощение их колеблется от 0,5 до 1 %. Каменные породы 2-го класса имеют большее водопоглощение 1,5—3%- Водопоглощение пород 3-го класса 3,5—8 %, 4-го и 5-го классов 4—15 %. Дорожный материал с высокой водопоглощающей способностью в чистом виде для устройства дорожных одежд непригоден. Для предохранения от насыщения влагой он должен быть обработан битумом, который и создает на поверхности камня защитную пленку.

Морозостойкость — способность материала выдерживать попеременное

замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушения или снижения прочности. Морозостойкими считаются каменные породы, которые при этом испытании теряют в массе до 5 % первоначального значения, породы средней морозостойкости теряют до 10 % первоначальной массы, неморозостойкие— более 10%. Породы первых трех классов морозостойки, так как они теряют в массе до 10 %, 4-го и 5-го классов — неморозостойкие, так как они теряют свыше 15 % первоначальной массы.

Сопротивление сжатию — это сопротивление, которое определяется предельным напряжением, возникающим в образце при разрушающей нагрузке, или пределом прочности. Измеряется в МПа.

Сопротивление стиранию — это способность щебня или гравия не изменять свои параметры при максимальных нагрузках. Для крепких изверженных пород износ не превышает 5 % объема, для осадочных 6—7 %, для мягких 15—20%, гравий считается крепким с показателем износа до 25%, средним — до 35%, слабым — до 50 % и очень слабым — свыше 50 %.

Природные каменные материалы. Добывают камень из скальных горных пород путем механической обработки: придания определенной формы и размера, чистки, шлифовки, полировки, получения разных фракций щебня и высевок.

Горные породы по происхождению делятся на изверженные и осадочные. Изверженные породы — получились в результате медленного застывания расплавленной магмы в глубине земной коры или быстрого застывания на ее поверхности. В первом случае образовываются кристаллические породы: гранит, сиенит, диорит; во втором — стекловидные породы: липарит, трахит, андезит, базальт, диабаз. Все эти породы широко применяются в дорожном строительстве. Осадочные породы получились в результате разрушения изверженных каменных пород на поверхности земли под активным влиянием различных факторов: воды, ветра, льда, высоких и низких температур и т. д. Они подразделяются на:

рыхлые обломочные породы, состоящие из обломков каменных пород различной величины (валуны, галечники и гравий, естественный щебень, песок);

сцементированные обломочные породы, состоящие из уплотненных и сцементированных каменных минеральных частиц (известняк, доломит, песчаник, известковый туф, конгломераты, брекчия).

Каменные материалы представлены следующими видами.

Шашка каменная — грубоколотый, усеченный на конус или пирамиду камень 1-го и 2-го классов с двумя обработанными параллельными плоскостями (верхняя плоскость по площади больше нижней). Применяется для мощения в сочетании с плиткой, крепления откосов, кюветов, поверхностных лотков.

Брусчатка — колотый камень 1-го и 2-го классов, близкий к параллелепипеду с параллельными верхними и нижними плоскостями. Скос у подошвы у низкой брусчатки не должен превышать 5 см с каждой стороны; у средней и высокой брусчатки — 10 см. Применяется в сочетании с плиткой для крепления откосов, устройства бордюра, декоративного мощения, по поверхности открытых лотков.

Бортовые камни (бордюры)— это параллелепипедные вытянутые бруски из крепких и каменных пород длиной от 70 см до нескольких метров, с вертикальной или наклонной лицевой гранью или двумя боковыми гранями и обработанной поверхностью видимой части. Размеры сечения 10X20; 15X30; 20X30.

Плитка каменная изготовляется из крепких пород 1-го и 2-го классов специальным машинным пилением различной величины и толщины. Толщина плитки 10—15 см позволяет применять ее для дорожных покрытий; тонкая плитка толщиной до 5 см служит для облицовки различных сооружений, для чего ее верхнюю поверхность полируют.

Бутовый камень — это куски горной породы (3-го класса прочности) длиной до 50 см с массой 10—20 кг. Применяется для кладки подпорных стенок, труб и мостов. Может быть переработан на плитку с неровными фаями и гладкой нижней поверхностью, а также шашку 1 щебень.

Валунный камень. Это грубоокатанная осадочная порода (3-го класса) размером более 100 мм, встречающаяся в северо-западной и среднеевропейской части страны, по лесным массивам и полям, куда она была занесена в ледниковый период. Крупные камни применяются для декорирования газонов, создания каменистых садов, в отсыпке берегов водоемов. Камни размером 10—

30 см (бу-1ыжник) применимы для создания дорожных покрытий, крепления откосов и устройства открытых лотков.

Галечники и гравий — окатанные обломки горных пород размером менее 100 мм; встречается в естественном виде в долинах рек, по берегам озер и морей, в местах развития ледниковых отложений. При наличии более 50 % песчаных частиц и не менее 20% гравийных гравийный материал называют гравийно-песчаным. По крупности фракций гравий делится на: очень крупный (галь­ка) 70—100 мм; крупный 40—70 мм; средний 25—40 мм; мелкий 15—25 мм; очень мелкий 10—15 мм; гравийная мелочь 3—10 мм. Гравийный материал применяют для строительства дорожных оснований и покрытий, дренажей; 1риготовления асфальтного бетона.

Песок — это мелкие окатанные обломки горных пород размером от 0,1 до 5 мм, чистые от глинистых и других примесей, разнообразные по размеру зерен. По грануло­метрическому составу песок делят на очень крупный (размер зерен 2—1 мм); крупный (1—0,5 мм); средний (0,5—0,25 мм); мелкий (0,25—0,1 мм); тонкий—(0,1 — 3,05 мм).

Чистые крупно- и среднезернистые пески применяют для устройства дорожной одежды.

Щебень — это угловатые остроугольные куски горных пород различных классов прочности, полученные в результате естественного разрушения горных пород или их дробления в камнедробилках. Форма щебня — куб или тетраэдр. По гранулометрическому составу щебень подразделяется на крупный (размер щебенины 40—70 мм); средний (25—40 мм); мелкий (15—25 мм); клинец щебенки (10—15 мм); каменная мелочь (5—10 мм); высевки малые (3—5 мм).

По прочности щебень подразделяется на семь марок: М-1200; М-1000; М-800; М-600; М-400; М-300; М-200. Щебень первых четырех марок применяют в основаниях аллей и магистральных дорог, на объектах с интенсивным движением транспорта и пешеходов, на строительстве спортивных плоскостных сооружений; три последние марки применяют только для устройства оснований под твердое верхнее покрытие (плитка,асфальт,булыжники).

Искусственные инертные материалы — это либо отходы промышленных предприятий (доменные и котельные шлаки, терриконники, кирпичный бой, черепица и т.д.), либо специально изготовленные изделия (дорожный клинкер, кирпич, железобетонные дорожные плиты и поребрик и т. д.).

Доменные и мартенные шлаки являются побочным продуктом при выплавке чугуна и стали с твердой и плотной структурой, который при ударе разбивается на щебень. Шлаковым щебнем улучшают дороги в местах весенних деформаций (пучин). Этот материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, способствуя тем самым меньшей глубине промерзания проезжей части. В дорожном строительстве в основном для создания оснований дорог применяют кислые шлаки, т. е. бедные известью и не подвергающиеся известковому распаду.

Котельные шлаки (гарь) являются отходом при сгорании каменного угля в топках котельных, паровозов. Лучшей считается гарь, полученная от сжигания жирных каменных углей — она пориста, не твердая, темного цвета. Применяется в качестве оснований дорожек и площадок, верхнего слоя беговых

дорожек и набивных футбольных полей. Из топливной гари готовят шлакоблочные изделия.

Кирпичный бой или щебень — отходы кирпичной про­мышленности при недожоге или пережоге кирпича, переработанные на камнедробилке в щебень. Красный кирпич однородного обжига — наиболее хороший исходный материал. В его составе допустимо наличие пережженного кирпича («железняка») до 30%. Недожженный кирпич («недокал») не отличается крепостью и легко размокает, поэтому предел его допустимого содержания в щебне не более 10—15%. В садово-парковом строительстве применяют кирпичный щебень фракции 15—20 мм для оснований дорожек и площадок и кирпичную крошку фракции 0,1—5 мм для основополагающего материала специальных смесей спортивных площадок.

Кирпич клинкерный — искусственный камень с высокой прочностью, вырабатываемый из глины путем ее обжига при высоких температурах и обдуве. Применяется для устройства покрытий дорожек и тропинок, клинкерная крошка — основной материал для покрытия теннисных кортов.

Кирпич строительный — искусственный камень со средней прочностью, получаемый из глины путем обжига. Широко применяется для устройства подпорных стенок, бордюров, покрытий и нешироких дорожек, цветников.

Черепица — отходы производства покрытия сооружений, морозостойка и долговечна. Используется в молотом виде с крупностью зерен до 15 мм в основании набивных безгазонных полей, и с крупностью зерен до 5 мм для создания верхнего покрова спортивных плоскостных со­оружений.

Пиритовые огарки — отходы химической промышленности, работающей на железном или серном колчедане мелкозернистой структуры, темно-фиолетового цвета с розовым оттенком. Они могут быть рядовыми с фрак­цией 1—10 мм и флотационными с фракцией менее 2 мм и состоят в основном из окиси железа — 95—97 % и серы 2,5—5%. Являются антисептирующим материалом, предохраняющим древесину от гниения. Смесь из пиритовых огарков и опилок используют для устройства нижнего, упругого слоя плоскостных спортивных сооружений. Чтобы на дорожках и площадках с мягким покрытием не росла трава, следует вводить в специальную смесь верх­него слоя 5—10 % пиритовых огарков, прогрохоченных через грохот с ячейками 5X5 мм.

Зола угольная — продукт сгорания размельченного каменного угля в топках электростанций. Представляет собой порошок темно-серого цвета, содержащий мелкие песчаные и пылеватые частицы. Используется в смеси верхних мягких слоев дорожных одежд в количестве до 70 % общего объема. Такой покров хорошо фильтрует влагу и делает покрытие мягким.

Шлам — отходы при производстве глинозема; мелкие пористые угловатые или окатанные камешки фракцией до 10 мм, розоватого или темно-красного цвета. Наибо­лее дешевый материал для верхнего покрытия дорожек и площадок.

Вяжущие материалы придают инертным материалам в специальных смесях дорожных одежд необходимое сцепление в единую массу.

К вяжущим естественным материалам относятся: глина — лучшей для садово-парковых смесей верхних покрытий является тощая каолиновая:

содержание глинистых частиц в которой составляет от 30 до 40%, порошкообразные с частицами — от 0,5 мм и меньше.

Суглинок — подразделяется по физико-механическим свойствам на: тяжелый — глинистых частиц от 20 до 30%; средний — глинистых частиц от 15 до 20%; лег­кий— глинистых частиц от 10 до 15%- Вводится в состав верхнего дорожного покрытия тяжелый или средний суглинок до 30%, который может заменить глину.

Строительную гидратную воздушную известь (пушонку ) — получают путем обжига известняков, доломита, мела и т. д., не доводимых при этом до спекания, с последующим гашением при ограниченном количестве во­ды. Используется в виде порошка с частицами от 0,5 мм и меньше в верхнем покровном слое дорожек и площадок до 5 % объема. При введении в него извести-пушонки понижается набухание и устраняется липкость смеси и повышается ее устойчивость к механическим и атмосферным воздействиям.

Сланцевая зола сухого отбора тепловых электростанций укрепляет грунт и инертные материалы.

Портландцемент — продукт тщательного измельчения клинкера, который образуется при обжиге до спекания смеси известняков, глин и мергелей определенного состава. Применяют в верхнем покрытии дорог.

Цемент — вяжущий материал, проявляющий свои свойства только при взаимодействии с водой (вместе они составляют активную часть бетона, а песок, щебень или гравий — инертную часть или его заполнители).

Битум получают в результате переработки нефти. Применяется для приготовления асфальтового бетона, для поверхностной обработки дорожных покрытий и оснований.

Асфальтобетон — искусственный материал, состоящий из специально приготовленной смеси щебня или гравия, песка, минерального порошка и битума, укладывается либо в горячем состоянии (125—180 °С), либо при температуре воздуха во время производства работ — холодном при обязательной укатке или уплотнении вибраторами. Подразделяется по крупности зерен инертного материала на крупнозернистый (до 35 мм); среднезернистый (до 25 мм); мелкозернистый (до 16 мм); песчаный (до 5 мм).

Упругие материалы придают верхнему покрову спортивных плоскостных сооружений упругие и эластичные свойства и качества.

Торф. Для дорожного строительства применим волокнистый торф с малой степенью разложения (до 20— 30 %) в смеси с пиритовыми огарками в промежуточном, влагоемком слое.

Опилки — это отходы лесопильных заводов, освобожденные от остатков коры. В смеси с пиритовыми огарками укладываются в промежуточный упруговлагоемкий слой спортивных сооружений.

Лигнин является одним из отходов гидролизных предприятий и имеет темно-коричневый цвет. Практически не подвержен гниению, состоит из мелких и упругих ку­сочков обработанной древесины. Может применяться в верхнем покрове дорожек и для упруговлагоемкого слоя спортивных сооружений: беговых дорожек, футбольных полей.

Хлопковая шелуха является отходом при производстве хлопка, пригодна для устройства нижнего упруговлагоемкого и верхнего изоляционного слоев

дорожной одежды.

Мох — материал для устройства спортивных площадок: применим сфагновый мох верхового болота и гипновые мхи низинных болот.