Свойства природных каменных материалов и требования к ним.

Основными свойствами природных каменных материалов являются прочность, морозостойкость, истинная, средняя и насыпная плотности, водопоглощение и водонасыщение, зерновой состав и форма зерен, дополнительными - сцепление с битумом, содержание загрязняющих и химически вредных примесей и др.

Требования к щебню. Щебень - продукт дробления скальных горных пород. По крупности щебень разделяют на фракции:

5(3)-10; 10-20; 20-40 и 40-70 мм. В отдельных случаях находят применение фракции 70-120 и 120-150 мм. Зерновой состав каждой фракции должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-82.

Из приведенных данных следует, что в данной фракции щебня, например 20-40 мм, поставляемой на строительство, количество зерен размером мельче 20 мм не должно превышать 10%, а зерен крупнее 1,25/) (50 мм) - не более 0,5%.

Эти требования необходимы для строгого соблюдения зернового состава отдельных фракций.

В щебне нормируют содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм. К зернам пластинчатой и игловатой форм относят такие зерна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более. По форме зерен щебень подразделяют на три группы (содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, % по массе):

кубовидная до 15, улучшенная от 15 до, 25, обычная от 25 до 35.

Смесь зерен щебня кубовидной формы дает наиболее плотную упаковку. Наличие в щебне зерен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению межзерновой пустотности в смеси. Кубовидные зерна обладают большей прочностью, чем зерна пластинчатой и игловатой форм.

Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками).

В настоящее время прочность при сжатии исходной горной породы при оценке качества щебня практически не определяют из-за трудоемкости изготовления образцов правильной геометрической формы. Но по показателю раздавливания в цилиндре устанавливают марку прочности щебня, которая соответствует пределу прочности при сжатии исходной горной породы (табл.1). Определив дробимость. щебня при сжатии в цилиндре по табл.1, определяют марку щебня по прочности. Так как дробимость осадочных и метаморфических пород осадочного происхождения изменяется при насыщении их водой, испытания щебня предусмотрены в сухом и водонасыщенном состоянии. Магматические горные породы, имеющие кристаллическую структуру, при насыщении их водой практически не снижают прочность.

В зависимости от марки щебень делят на группы: очень прочный-1200-1400, прочный-1200-800, средней прочности- 800-600, слабый - 600-300, очень слабый - 200.

В щебне нормируют содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267-82 щебень марок по прочности 1400, 1200, 1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5%, щебень марок 800, 600, 400 - более 10%, щебень марок 300 и 200 - более 15% по массе.

В щебне нормируют содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм). Кроме того, выделяют комки глины с /крупностью частиц от 1,25 мм до наибольшего размера зерен щебня данной фракции при смеси фракций. Для всех видов и марок щебня по прочности содержание глины в комках в общем количестве пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 0,25% по массе. В щебне из магматических и метаморфических пород содержание пылевидных и глинистых частиц по массе не должно превышать 1 %, в щебне из осадочных пород марок от 600 до 1200-2%, а марок от 200 до 400-3%.

Морозостойкостьщебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания (см. гл. 1). Разрешается оценивать морозостойкость щебня по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. По морозостойкости щебень подразделяют на марки. Щебень может быть получен также при дроблении валунов и гравия. Он должен содержать дробленых зерен не менее 80% по массе. К дробленным относят зерна с околотой поверхностью более чем наполовину.

Из всех природных природных каменных материалов, используемых в дорожном строительстве, щебень является основным. Его используют самостоятельно для строительства щебеночных слоев в смеси с другими материалами, а также как компонент в асфальто- и цементо-бетонах. При ремонте и содержании автомобильных дорог щебень является основным компонентом защитных слоев и слоев износа, обеспечивающим должную шероховатость поверхности покрытия.