Паспорт для щебня: надежность дорожного полотна зависит от работы лаборатории

Март 02 12:32 2019

Дорожно-строительные предприятия Барнаула начали подготовку к предстоящему строительному сезону. Сейчас они заготавливают инертные материалы: щебень, песок, щебеночно-песчаные смеси, используемые при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог.

Прежде чем стать частью дороги, щебень проходит серьезную проверку на специальном оборудовании.
Фото Василия Каркавина

Строительная лаборатория «Алтайавтодора» проводит входной контроль планируемых к использованию материалов. В ходе испытаний определяются их состав, морозостойкость, истираемость, водонасыщаемость и ряд других физико-механических свойств.

На территории края, по словам начальника центральной лаборатории Романа Раннева, 14 действующих щебеночных карьеров с разным качеством материала. Кроме того, щебень из одного карьера может иметь разные характеристики в зависимости от горизонта добычи, поэтому каждая партия щебня требует прохождения полномасштабных испытаний. Для этого из партии материала и отправляют образец в лабораторию.

Первым делом щебень, претендующий стать будущей дорогой, проходит гранулометрический анализ. Специалисты лаборатории, используя набор сит с разными по размерам ячейками, в сборе напоминающими большую мантоварку, разделяют щебень на фракции. От соотношения разных фракций, то есть размеров, зависит, для каких целей можно использовать этот щебень: для производства асфальтобетона или для устройства подстилающих слоев дорожного полотна.

Страшнее самореза

Здесь же проверяют образцы на лещадность, одну из самых важных характеристик щебня, его форму. Термин происходит от слова «лещадь» – плоская дощечка или каменная плитка. Так, щебень с большим процентом лещадных зерен плохо сцепляется между собой и делает дорожное полотно менее прочным. Это недостаток, но не самый большой.

Если производить асфальтобетон из щебня с высоким процентом лещадности, то часть камней в дорожном покрытии при укладке принимает вертикальное положение, своими острыми гранями быстро приводя в негодность автомобильные шины. Это как рассыпанные саморезы на дороге, которые и убрать-то невозможно. Роман Раннев рассказал, что однажды комиссия, инспектирующая дорожные работы, на нескольких автомобилях проехав по свежезащебененному, но еще не готовому участку дороги, прорезала на острых камнях восемь шин.

Процесс определения содержания лещадного камня не столь трудоемкий, сколь кропотливый. Представьте пару пригоршней щебня (в лаборатории берется точный вес, определенный для каждой фракции. – Прим. авт.) размером с фасолину. Каждый камень из этой кучки необходимо измерить специальным шаблоном на длину и толщину. Если в образцах фракции большое содержание плоских, острых камней, то партия этого щебня в верхние слои дороги не пойдет.

Утруска и усушка

Чтобы определить влагонасыщаемость камня, образцовую партию взвешивают, потом на несколько часов замачивают в воде, затем досуха протирают и снова взвешивают. Разница в весе показывает уровень водонасыщаемости щебня. От этого зависит, как он будет вести себя в полотне дороги в непростых условиях нашей южной, но все-таки Сибири – с дождями, паводками и морозами.

Кстати, о морозах. На морозоустойчивость щебень также испытывается. Процедура эта довольно длительная. Опытную партию камня взвешивают, на два часа замачивают в воде, а затем на четыре часа помещают в морозильную камеру с температурой минус 18 градусов. После 15 (!) таких циклов партию просеивают и снова взвешивают. Если щебень не морозоустойчив, мелкие частицы камней во время заморозки будут отщелкиваться и отсеиваться. Разница в весе по специальным формулам покажет морозоустойчивость этой партии щебня. Но испытание на морозоустойчивость будет продолжаться. Чтобы получить окончательный результат, специалисты проводят порядка 100 циклов заморозки и разморозки образцов.

Крепкий как камень

Чтобы проверить щебень на прочность, определить, какую усадку даст дорожное полотно во время строительства и как будет противостоять нагрузкам во время дальнейшей эксплуатации, опытную партию помещают в металлический стакан и сжимают под прессом с нагрузкой 20 тонн. В лаборатории даже сквозь звук работающего пресса слышен хруст уплотняемых камней. И снова отсев и взвешивание.

Здесь же проводится испытание на истираемость щебня. Это тоже важное требование к материалу. Ежесуточно по дорогам проходят тысячи легковых и большегрузных автомобилей, и, если асфальтобетон будет сделан из склонного к истиранию материала, это чревато появлением колейности и других дорожных неприятностей. Чтобы подобрать материал требуемого для асфальтобетона качества, опытные образцы, испытывая на истираемость, подолгу крутят в металлических барабанах вместе с водой и металлическими шариками, имитируя таким образом естественные дорожные условия, в которых придется работать асфальтобетону.

Паспорт для щебня

Всего, в зависимости от цели использования в дорожном строительстве, материалы испытываются по 10-12 параметрам.

Каждая проводимая с образцом операция документально фиксируется. И эти протоколы испытаний будут своего рода паспортом для конкретной партии щебня. Специалисты лаборатории могут в любой момент приехать на строящуюся дорогу или асфальтобетонный завод, взять образец и сравнить его характеристики с опытным образцом. В лаборатории недавно закуплено германское оборудование, которое позволяет даже из уложенного в дорожное полотно асфальтобетона выделить щебень и проверить его на соответствие заявленным характеристикам.

Центральная строительная лаборатория КГКУ «Алтайавтодор» – одна из крупнейших в дорожной отрасли региона – имеет все необходимые средства измерений и оборудование, которое ежегодно проходит метрологическую экспертизу.