Что такое черный щебень в дорожном строительстве

Обновлено: 18.05.2024

Чёрный щебень - что это такое и зачем он нужен?

Впервые использование черного щебня при строительстве дорог началось в середине двадцатого века. При первом взгляде дорожное покрытие можно принять за некачественный асфальтобетон. Но такие выводы не соответствуют действительности.

Основные различия черного щебня и асфальтобетона

В первую очередь стоит отметить различные характеристики материала. При производстве асфальтовой смеси используется крупный, средний и мелкий заполнитель. Инертные материалы высушиваются и перемешиваются до получения однородной вяжущей массы.

Использование различных материалов помогает снизить себестоимость полученной массы. Наиболее дорогой составляющей является измельченный известняк. При строительстве многослойного покрытия использование мелкозернистой смеси на нижних слоях является экономически невыгодным решением.

Для снижения стоимости строительства автомобильной дороги было принято решение использовать черный щебень. Для его изготовления используется крупная фракция размером от 20 до 70 мм. При производстве черного щебня используется такая же технология, как и при изготовлении обычного асфальта.

Чёрный щебень. Изображение из открытых источников. Чёрный щебень. Изображение из открытых источников.

Укладка черного щебня

Правила укладки черного щебня при строительстве дорог не отличается от технологии укладки асфальта. Основное отличие это отсутствие изъятие проб на уплотнение. При строительстве проверяют качество инертного материала и его вяжущие свойства.

Основание из черного щебня обладает достаточным процентом пористости. Для получения качественного результата необходимо осуществить быстрое покрытие поверхности асфальтобетонным полотном. Это необходимо чтобы на поверхности черного щебня не скапливалась грязь, пыль и влага.

В случае если укладка верхнего слоя приходится на следующие сутки, то на поверхность предварительно наносится битум или битумная эмульсия, которая помогает осуществить лучшее сцепления слоев.

На этом вся разница между черным щебнем и асфальтобетонной смесью заканчивается. Отсутствие дорогих наполнителей снижает цену черного щебня в несколько раз и позволяет снизить конечную стоимость всего объекта.

Все, что необходимо знать о гранитном щебне

Щебень гранитный – это самый распространенный вид стройматериалов, его получают из горной вулканической породы, обладающей повышенной прочностью и имеющей зернистое строение. Оттенок может быть практически любым, все зависит от состава. Природный гранит – это особо прочная и твердая порода камня.

Плюсы и минусы

Преимущества гранита.

Повышенная прочность и твердость — этот природный камень имеет самый высокий коэффициент.
Легкость в обработке, так как он хорошо взаимодействует с различными сцепляющими составляющими.
Практичность – подходит для применения в различных сферах и отраслях.
Внешний вид – гранитный щебень выглядит как камень с множеством вкраплений черного, серого и белого цветов, такой специфичный окрас часто используется для декоративных работ.
Низкая водопоглощаемость – это свойство играет важную роль в строительстве, так как гранит не будет деформироваться от действия влаги.
Морозоустойчивость.
Долговечность.

Минусы гранита.

В отличие от доломитового щебня, коэффициент твердости и прочности которого идентичен гранитному, второй имеет цену выше. Это главный минус материала.
Трудоемкий процесс изготовления, требуются дополнительные действия после добычи из карьера.
Экологичность – гранитный щебень может содержать вредные составляющие, в отличие от известнякового, который имеет меньший уровень радиоактивности, несмотря на то что обе породы природного происхождения. Останавливая выбор на конкретном щебне, нужно просматривать сертификаты и выбирать 1 класс радиоактивности, гранитную разновидность лучше не использовать в строительстве жилых помещений.

Особенности добычи

В разговорной речи обычно употребляется такое выражение как «добыча щебня» – это не совсем так, на самом деле щебень получают искусственным методом. Добывается только горная порода – это начальное сырье. Сам материал изготавливается с помощью дробильно-сортировочного оборудования.

Сам процесс состоит из трех этапов – это добыча исходного материала, дробление, сортировка.

Добыча породы

Производители щебня используют разное сырье – гранит, мрамор, известняк и т. д., в зависимости от того, какой продукт нужно получить на выходе. Гранитный щебень изготавливают из многовекового вулканогенного (вулканического) материала – застывшей магмы. Перед началом работ подготавливается карьер – удаляется верхний слой дерна с травой, затем верхний слой грунта. Гранитные глыбы извлекаются из земли при помощи взрывов и техники, если необходимо их делят на части поменьше.

Производство щебня может быть целенаправленным или побочным. При изготовлении первым способом материал будет отличаться повышенным качеством и ценой. Во втором же случае щебень – это побочный материал, получаемый при добыче каких-либо полезных ископаемых или при изготовлении каких-либо изделий. Добыча породы может осуществляться четырьмя способами.

Камнерезный – такой метод является самым затратным, но в то же время одним из эффективнейших. С помощью камнерезного оборудования блоки больших размеров отпиливаются сразу в карьере. Машины снабжены пилами канатного либо дискового типа с алмазными наконечниками. При работе данным способом глыбы получаются нужной формы и размера, на них не образуются микротрещины.

Буроклиновой – этот метод один из старейших и сейчас его используют достаточно редко. Здесь работа начинается с того, что намечается контур глыбы, затем по этой отметке пробуриваются скважины. В них закладываются специальные колышки, при ударе по которым блок отделяется по заданной заранее линии. Этим методом обычно добываются самые твердые породы. Единственный минус технологии – она подойдет только для кусков породы маленького размера.

Бурогидроклиновой – это усовершенствованная буроклиновая технология. Добыча проходит по идентичному плану, но клинья из стали заменяют гидроклинья. Они заполнены водой, которая находится под давлением, а в пробуренных отверстиях плавно расширяются. Таким методом можно добывать куски камней очень большого размера, в самых труднодоступных местах. Большое преимущество бурогидроклиновой технологии – это полное отсутствие шума и вибрации, так максимально сохраняется структура горной породы.

Буровзрывной (взрывной) – этот метод является самым востребованным как при добыче каменной породы, так и при добыче руды. В камне также пробуривают отверстия, а в них закладывают взрывчатку. При взрыве откалывается множество кусков камня, самые большие собирают и увозят на переработку.

В данном методе требуется большая точность расчетов, любая ошибка приводит к увеличению затрат. Большое количество взрывчатых веществ испортит породу, при недостатке взрывчатки, наоборот, куски получатся слишком большие, их придется раскалывать снова.

Буровзрывной метод самый экономичный и одновременно самый разрушающий, так как при взрыве только 70% породы остается подходящей для дальнейшей переработки, остальные же 30% идут в отсев.

Дробление

Далее куски камней погружают в грузовые машины и отвозят на пункты переработки в бункеры. Из них материал отправляется на питатели (специальные устройства, благодаря которым подача сырья происходит равномерно). Начальные размеры камней достигают 50 – 120 сантиметров, а размер готовой продукции должен быть 0.5 – 12 сантиметров. В процессе дробления куски могут уменьшаться в сотни раз, поэтому работа проходит обычно в 2 – 4 этапа.

Дробление может быть трех видов – крупное (до 30 см), среднее (до 10 см), мелкое (до 4 см). На заводах с современным оборудованием процесс дробления проходит одновременно с сортировкой. На каждом этапе порода проходит предварительную сортировку, когда более крупные камни отделяются от маленьких.

Таким образом дальше в оборудование направляется только те камни, которые нужно измельчить.

Для работы со щебнем применяются 6 видов дробильного оборудования.

Щековые – применяются на первом этапе дробления. Принцип их действия заключается в безударном раздавливании. Оборудование включает две плиты (щеки), между которых помещают куски гранита. Далее они начинают сближаться, таким образом кроша камни.

Валковые – работа проходит по такой же системе, что и в щековых дробилках, только вместо плит здесь встроены специальные валы, вращающиеся в разных направлениях. Поверхность валов может быть – гладкая, зубчатая или рифленая.

Конусные – применяются для измельчения гранита на мелкие и средние размерности. Конструкция таких дробилок сложнее – в стационарной конической емкости находится подвижный конус, вершина которого направлена вверх. Через специальную воронку камни подаются в чащу, а конус совершает возвратно-поступательные движения, сближаясь со стационарным основанием, таким образом измельчая породу.

Роторные – принцип работы этих дробилок заключается в ударном воздействии. Устройство имеет вид камеры, по краям которой находятся отбойные плиты, а в середине располагается ротор. К нему прикреплены била (лопатки). Гранит, поступающий в дробильный автомат, врезается в отбойные плиты и друг в друга. Работа роторного оборудования отличается высоким уровнем избирательности – то есть большинство гранитных камней имеет форму куба (80 – 85%).

Молотковые – конструкция таких дробилок идентична предыдущему виду, но вместо лопаток здесь работают молотки. Чаще всего такие дробилки применяются для мягких пород.

Центробежные – дробилка представляет собой центрифугу, в которой порода на высокой скорости ударяется о ее стенки и друг о друга. На данном оборудовании допускается работа с гранитом до 10 сантиметров.

Сортировка

После того как порода прошла этап дробления, она поступает на сортировочные вибрационные сита – грохота. За характерный шум во время работы они получили такое название. Сортировка может быть такой.

Предварительная – здесь отделяются камни, не требующие дробления, и некондиция, проводится она перед процессом дробления.
Контрольная – выполняется после дробления. В процессе отделяется гранит, требующий повторной обработки.
Товарная – этот вид сортировки, щебень проходит перед подготовкой к продаже.

Основные характеристики

Лещадость – степень плоскости гранита, характеристика обуславливается наличием в структуре породы включений, имеющих форму игл и пластин. От формы щебенки будет зависеть сцепляемость с различными веществами. Меньший коэффициент лещадости говорит о высоком качестве гранита.
Прочность – характеристика учитывается при возведении габаритных построек. При сжатии щебня показывается его предел прочности. По нормам действующего ГОСТа процент содержания камней с минимальной прочностью, не должен быть выше 5 единиц.
Насыпная плотность – характеристика определяет удельный вес 1 м3 в природном состоянии, то есть учитываются пустоты и пор между кусками. От нее напрямую зависит и то, сколько весит материал. Чтобы узнать, сколько тонн в кубе щебня, нужно 1 тонну (1000 кг) разделить на коэффициент насыпной плотности. Многие производители фасуют щебень в мешки по 25, 30, 35, 40, 42, 45, 50, 55, 60 литров. Чтобы узнать, сколько мешков щебня в кубе, можно воспользоваться специальными таблицами. От этого свойства зависит как, будет храниться и транспортироваться продукция, а также сколько цементной смеси потребуется во время строительства. Чем выше коэффициент плотности, тем меньше нужно строительного раствора.
Морозостойкость – свойство характеризует, какое количество оттаиваний и замораживаний выдерживает щебень. Маркируется буквой «F», а число рядом с ней указывает на сумму повторений заморозки/оттаивания – F15, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 400.
Радиоактивность – учитывается при выборе поставщика продукции. Щебень — это источник радиации, помимо этого, он может ее накапливать. Щебенка подразделяется на 3 категории: 1 – меньше 370 Бк/кг — для постройки жилых и нежилых помещений; 2 – 370 – 740 Бк/кг – для дорожных полотен и оснований заводов; 3 – больше 740 Бк/кг – допустима только для автомагистралей.
Адгезия – это показатель того, насколько крепко щебенка сцепляется с различными веществами. Самая высокая сцепляемость у породы серых оттенков.

Виды и марки

Всего выделяется пять сортов.

М1200 – 1400 – высокая прочность.
М800 – 1200 – прочный щебень.
М600 – 800 – средняя прочность.
М300 – 600 – слабая прочность.
М200 – очень слабая прочность.

Оттенок гранита зависит от территории, где велась добыча вулканического материала. Он может быть с белым, серым, розовым, красным тоном и т. д.

Цветовая палитра обуславливается обилием вкраплений в структуре гранитного камня.

На заводах щебенка подвергается дополнительной обработке.

Промывка – необходима для очистки материала от пыли и глины. Потребность в промывке возникает, только если превышена допустимая норма наличия глиняных и пылевых частиц. Процесс промывки достаточно трудоемкий и дорогой, к тому же нужна дополнительная просушка продукции. Мытый щебень изготавливается редко и только для определенных целей.
Пропитка битумом – щебень с данной обработкой применяется в строительстве дорог, его покрывают дегтем, битумом или битумным раствором. Процесс проходит в асфальтосмесительном оборудовании. Битумный или черный щебень нельзя долго хранить, так как срок его использования небольшой, обычно он сразу отправляется на место работ.
Окрашивание – такая обработка применяется только для декоративных целей. Окрашиваться гранит может на заводах или в домашних условиях. Цветной щебень изготавливается только по предварительному заказу и маленькими партиями. В данном случае стоит помнить о том, что даже самый качественный краситель со временем потускнеет или начнет откалываться.
Шлифовка (галтовка) – такой гранит также применяется в декоративных работах. Галтованный щебень – это материал, подвергшийся механическому воздействию, в результате которого острые края сглаживаются. Обработка происходит в галтовочном барабане, куда помещается природный камень, абразивные вещества и вода. За счет трения друг об друга и об абразивы происходит процесс шлифовки.

Галтовка – достаточно затратный процесс, поэтому шлифованный щебень изготавливается только по предварительному заказу.

Обзор фракций

Одна из важнейших характеристик щебня – это его фракционность, она присваивается еще на этапе добычи, а затем на этапе обработки гранита. Подразделяется на категории.

От 0 до 10 мм – ЩПС (щебеночно-песчаная смесь), в составе содержатся такие компоненты, как песок и щебень. По ГОСТу продукция имеет свою гранулометрическую классификацию, соответственно, видов песчано-щебеночной смеси несколько. Отлично подходит в качестве дренажной прослойки, используется при асфальтировании дорог.

От 5 до 10 мм – гранит мелкой размерности. Продукция отлична своей прочностью и доступной ценовой категорией. Применяется для изготовления бетонных составов, использующихся в работе с массивными и тяжелыми объектами.

От 5 до 20 мм – это две размерные категории, смешанные вместе. Идеально подходит для закладки оснований домов.

От 20 до 40 мм – гранит среднего размера, материал нашел свое назначение в заливке оснований жилых домов, заводских помещений, асфальтировании, прокладывании трамвайных линий.

От 40 до 70 мм – высокопрочные крупноразмерные камни гранита. Применяются на стройках крупномасштабных объектов.

От 70 до 120 мм, от 150 до 300 мм – гранит большого типоразмера с неправильной формой. ГОСТ для данной категории расписан в специальных таблицах, использующихся при постройке мостов и дамб. Благодаря своей повышенной прочности, его применяют при закладке бутобетонного основания.

Отсев

Фракция от 0 до 5 мм или гранитная крошка – эта категория самая мелкая, появляется она как второстепенный или побочный материал. Внешний вид отсева напоминает песок, но со свойствами гранита.

Используется в обустройстве пешеходных дорожек, тротуаров, парковых зон.

Описание черного щебня и советы по его использованию

Чёрный щебень – востребованный материал, широко применяемый для создания дорожных покрытий повышенной прочности. Этот измельчённый камень после обработки битумом и специальной дегтевой смесью также используется для выпуска пропитки, асфальтобетона и обустройства пешеходных дорог. Это обусловлено его особыми характеристиками и составом.

Что это такое?

Чёрный щебень представляет собой органоминеральную смесь, получаемую в результате смешивания вяжущих компонентов и щебёнки с определёнными свойствами и параметрами, от которых зависит сфера применения этого материала. В составе его допускается некоторое количество щебня с включениями пластинчатых и игольчатых зёрен, что определяет его плотность. Состав таких формовключений в процентах – от 25 до 35%, причём жидкая органика присутствует в объёме не более 4%. В зависимости от этих пропорций щебень применяется либо как стройматериал для дорожных оснований, либо как пропитка.

Чёрная щебёнка изготавливается не только из обычного щебня, но и из горных минеральных пород, а иногда для её производства берутся шлаки – отсевы их дробления. Впрочем, условие их использования – устойчивая, прочная структура, компенсирующая хрупкость нестандартных зёрен, и документ, определяющий качество материала – ГОСТ 30491-2012. После обработки фракционный продукт приобретает повышенную прочность, а его сцепляющие свойства значительно возрастают. Это позволяет улучшить адгезию с другими строительными компонентами состава.

Основные характеристики чёрного щебня:

высокие дренирующие свойства;
сопротивляемость скольжению и сдвигам в продольном направлении;
хорошая пластичность;
отсутствие трещин;
способность принятия больших нагрузок из внешней среды;
способность к уплотнению благодаря присутствию воздуха и содержанию фракций особой формы;
продолжительное хранение;
возможность разных видов укладки, включая холодную, что позволяет работать с материалов в любое время года.

При выборе стройматериала важно знать точный объёмный вес одного куба щебня, который, по сути, является его плотностью. Его оптимальные параметры – от 2600 до 3200 кг на м3. А также всегда должна быть учтена масса твёрдых сегментов. Удельный вес этого строительного продукта составляет 2,9 т/м3 – исходя из этого его доставка возможна лишь с использованием большегрузного транспорта. Необходимая прочность материала исчисляется 80 МПА и выше.

Недостатком чёрной щебёнки считается её высокая водопроницаемость, но, кроме того, это длительное время формирование дорожного основания, особенно если укладка производилась в холодный период.

Набор необходимой прочности такого покрытия завершается только по прошествии 12 месяцев.

Как делают?

В своём составе разные марки чёрного щебня могут содержать гравий, гранит, битумную эмульсию или дорожный нефтяной битум. При этом используется добавление различных вяжущих веществ в зависимости от способа производства – горячего, тёплого или холодного. Полученные виды продукции применяются для всевозможных видов работ, предусматривающих конкретный режим температуры.

Основное применяемое оборудование – смеситель, в который помещается щебёнка, а затем добавляется 3% дёгтя и битумной смеси. Туда же отправляются особые активные компоненты цемента, извести, прямые и обратные эмульсии извести (ЭБК, ЭБА). При соблюдении технологии материал становится более прочным, увеличиваются его износостойкие и адгезионные свойства.

Каждый метод предполагает своё время смешивания и компоненты.

Для получения холодной щебёночной смеси используются дёготь Д-3 или Д-4, жидкие битумные составы СГ, БНД и БН. В некоторых случаях изготовление связано с использованием вяжущих дегтевых эмульсий.
Если необходимо изготовить тёплый щебень, процесс выпуска предусматривает добавление дёгтя Д-5, битума БН и БНД и температуру 80-120 градусов.
Горячий вид чёрной щебёнки выпускается при температурном режиме 120-170 градусов, применяется нефтяной и дорожно-нефтяной битум, дёготь Д-6. Позднее монтаж щебня происходит тоже при высокой температуре не ниже 100 градусов.

Чёрный щебень можно изготовить самостоятельно, если соблюсти пропорции компонентов. В качестве основного вещества берётся известняковый минерал с фракциями 20 мм, помимо этого:

битумная смесь БНД в объёме до 5% от общей массы щебёнки;
искусственные жирные кислоты (активаторы) – 3%;
раствор едкого натра, от количества воды – 0,4%.

Наряду с этим понадобится барабан для смешивания с электроприводом и нагревателем. Обычно такая емкость имеет форму груши. Чтобы выгрузить из неё смесь, потребуется специальный опрокидыватель.

Время изготовления чёрной щебёнки будет зависеть от пропорций извести и активных компонентов, а также от размера барабана.

Каким бывает?

Щебень чёрный, фракционный или рядовой различается не только по виду приготовления (холодный, тёплый и горячий) и монтажа, но и по величине формовключений:

может содержать большие по размеру зёрна величиной от 40 до 70 мм;
средние – фракции от 20 до 40 мм;
мелкие включения, то есть, крошку от 5 до 15 мм.

Наиболее популярным считается щебень со средними размерами зёрен. Самым дорогостоящим является горячий чёрный щебень, обладающий высокой износостойкостью, прочностью и сцепляемостью. В отличие от него холодный вид стройматериала не отличается такими качествами, зато может храниться до полугода, при этом не слипается.

Существует и декоративный вид щебня – долерит, высокопрочная горная порода, особенность которой – глянцевая поверхность, что позволяет использовать редкий камень для художественного оформления придомовой территории. Это дорогой щебень, который при помощи передовых технологий окрашивается в любой нужный цвет, предназначен для облагораживания садового участка – дорожек, газонов и клумб. На этот материал можно наносить изображения и рисунки, либо обрабатывать другими способами.

Особенности применения

В качестве дорожного покрытия чёрный щебень применяется в определённом порядке. К таким работам предъявлены особые требования:

предварительно расчищается место;
удаляется верхняя часть почвы с помощью специальной техники;
далее кладётся выравнивающий слой, производится утрамбовывание земли на нужном участке;
после этого площадка засыпается песком и гравием, во избежание растрескивания.

Устройство дорожного основания в ряде случаев осуществляется горячим методом и предполагает расклинивание. Здесь важна температура укладки, поскольку необходимо, чтобы сооружение стало монолитным.

Щебень, уложенный по способу заклинки, более надёжен и прочен. Крупнофракционный стройматериал с размерами 40-70 мм расклинивается однократно мелкими, предварительно раздробленными камнями и песком. Подобная технология исключает образование трещин, обеспечивает высокую эластичность, одновременно гарантируя неподвижность и повышенную прочность дорожного полотна. Так же важно добавление вяжущих компонентов – их количество рассчитывается на 1 м3 (3 л).

Следует иметь в виду, что тёплая и горячая щебёнка укладывается в основание сразу посредством специального оборудования и транспорта, и затем нужно её хорошо уплотнить катком, гладковальцовым либо пневматическим. Кроме того, из-за сильного нагревания материал подвержен влиянию плесени и грибка. Избежать этой неприятности можно, добавив в щебёнку смесь жирных кислот, «Диэтаноламин» и борную кислоту.

Всё об асфальтировании / Справочник / Черный щебень

Черный щебень (черная щебеночная смесь) — искусственный дорожно-строительный материал, получаемый путем смешения гранитного, гравийного или известнякового щебня с вязкими или жидкими органическими вяжущими компонентами (нефтяным дорожным битумом, битумной эмульсией или дегтем).

Не следует путать с черным щебнем так называемый «терриконовый или угольный щебень» (получаемый при переработке шахтных угольных отвалов), а также окрашенный декоративный щебень или асфальтовую крошку (фрезерованный или дробленый асфальтобетонный гранулят).

Назначение и область применения черного щебня

Основным назначением черных щебеночных смесей является устройство конструктивных элементов дорожной одежды: дорожных оснований и нижних слоев дорожного покрытия. В некоторых случаях черная щебеночная смесь может использоваться для создания верхних слоев дорожного покрытия (временных проездов и технологических дорог), а также в качестве материала для поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий.

Применяется черный щебень при строительстве дорог I–V категории, проведении ямочного и капитального ремонта автомобильных дорог, при асфальтировании подземных паркингов и автостоянок, пешеходных переходов и других закрытых от попадания влаги и прямых солнечных лучей объектов. Помимо дорожного строительства, различные виды чернощебеночных смесей могут применяться в гидротехнической отрасли и гражданском строительстве.

Типовой состав и технология производства черных щебеночных смесей

Типовой состав черной щебеночной смеси включает два основных компонента: минеральный наполнитель в виде щебня и органическое вяжущее вещество.

В качестве минерального наполнителя используют фракционированный щебень следующих фракций: 5(3)-10 мм, 10–20 мм, 15–20 мм, 20–40 мм, 40–70 мм, а также смеси указанных фракций 5–20 мм и 5–40 мм.
В роли вяжущего могут выступать дегти (марок Д-5 и Д-6), вязкие или жидкие нефтяные дорожные битумы различных марок, а также битумные эмульсии прямого и обратного типа (и их сочетания).

Существует две технологии приготовления черных щебней: «методом смешения» и «методом пропитки».

«Метод смешения» — технология приготовления черного щебня путем смешивания составных компонентов смеси в асфальтосмесительной установке принудительного перемешивания. Мелкозернистый черный щебень (до 15 мм) готовится исключительно в смесителях принудительного перемешивания. Средне- и крупнозернистая чернощебеночная смесь (от 20 мм), в некоторых случаях, может готовиться в барабанных смесителях.
«Метод пропитки» — технология приготовления черного щебня непосредственно на месте проведения работ, путем розлива вяжущего компонента по поверхности уплотненного щебеночного слоя.

Принципиальное отличие «метода смешения» от «метода пропитки» заключается в том, что в первом случае щебень принудительно смешивается с вяжущим в смесительной установке, после чего самосвалами доставляется к месту проведения работ и укладывается. Во втором же случае, уже уложенный и уплотненный слой щебня обрабатывается вяжущим компонентом с целью его пропитки на определенную глубину.

Классификация черного щебня

По размеру фракции

Крупнозернистый — фракция 20–40 мм или 40–70 мм.
Среднезернистый — фракция 10–20 мм.
Мелкозернистый — фракция 5(3)–10(15) мм.
Смешанный — 5–20 мм и 5–40 мм (смесь вышеуказанных фракций).

Указание размера фракции щебня, как правило, отражается числовым значением в наименовании марки черной щебеночной смеси, например: ЩЧР-10 — фракция 5–10 мм, ЩЧР-20 — фракция 10–20 мм.

По температуре смеси

Горячий черный щебень — готовится при температуре 120–160 °С, укладывается при 100–120 °С. Технология приготовления горячей смеси включает просушивание щебня, нагревание щебня и вяжущего, их дозирование в смесительную установку и перемешивание. Дорожные основания и покрытия из горячей чернощебеночной смеси укладываются в сухую погоду весной не ниже +5 °С, осенью — не ниже +10 °С.
Теплый черный щебень — готовится при температуре 80–120 °С, укладывается при 60–100 °С. Устройство дорожных покрытий и оснований с применением теплой чернощебеночной смеси осуществляется в сухую погоду при −5…−10 °С (в зависимости от скорости ветра).
Холодный черный щебень — может готовиться с нагреванием или без нагревания (зависит от типа вяжущего), укладывается в холодном состоянии при температуре смеси равной температуре окружающего воздуха. Дорожные работы с применением холодных чернощебеночных смесей проводятся в сухую погоду весной не ниже +5 °С, осенью — не ниже +10 °С. В отличие от горячего и теплого черного щебня, который должен укладываться сразу после приготовления и доставки на объект, холодная смесь может храниться несколько месяцев.

Применение черного щебня в дорожном строительстве

Для создания дорожных оснований

Существует два способа устройства дорожных оснований с применением черных щебеночных смесей: «с расклинцовкой» и «без расклинцовки».

Расклинцовка («метод заклинки») — последовательное расклинивание крупных фракций щебня более мелкими. Фракция 20–40 мм расклинивается фракцией 10–20 мм, которая в свою очередь расклинивается фракцией 5–10 мм. Таким образом, получается трех- или четырехслойное разнофракционное основание, при этом в качестве основной может выступать фракция 40–70 мм.

Без расклинцовки производится устройство оснований с использованием смешанной фракции 5–20 мм или 5–40 мм.

Порядок осуществления работ по устройству чернощебеночного основания «с расклинцовкой» следующий:

Обработка подстилающей поверхности вяжущим (жидким битумом или эмульсией) с помощью автогудронатора.
Распределение по поверхности и уплотнение основной фракции черного щебня 20–40 мм.
Распределение по поверхности и уплотнение расклинивающей фракции 10–20 мм.
Распределение по поверхности и уплотнение второй расклинивающей фракции 5(3)–10(15) мм.

В качестве основной, допускается применение фракции 40–70 мм, если толщина слоя более 8 см. В этом случае, первой расклинивающей фракцией будет 20–40 мм, второй — 15–20 мм или 10–20 мм, третьей — 5(3)–10(15) мм.

Распределение черной щебеночной смеси по поверхности осуществляется с помощью самоходного, прицепного, полуприцепного или навесного щебнераспределителя (или обычного асфальтоукладчика).

В случае приготовления черного щебня на месте проведения работ «методом пропитки» (а не доставки готовой смеси в самосвалах), укладывается не готовая чернощебеночная смесь, а обычный щебень. После распределения и уплотнения каждого слоя, следует его обработка вяжущим при помощи самоходного гудронатора. Укладка щебня может осуществляться бульдозером, автогрейдером или щебнераспределителем.

Для устройства нижних слоев дорожного покрытия

Черные щебеночные смеси используются для создания нижнего подстилающего слоя дорожного покрытия при строительстве новой дороги или в качестве нижнего выравнивающего слоя в процессе ремонта дорожного полотна. Для этих целей применяют черный щебень фракции 5–10, 10–20 и 20–40 мм (фракция 40–70 мм не применяется). Типовая толщина чернощебеночного слоя дорожного покрытия составляет от 40 до 80 мм.

Для устройства верхних слоев дорожного покрытия

Одним из основных недостатков присущих черному щебню является его низкая водонепроницаемость. В связи с этим, данный материал практически не используют для устройства верхних слоев дорожного покрытия.

Черный щебень в качестве материала для асфальтирования (как правило, мелкозернистый марки ЩЧР-10) допустимо применять при устройстве покрытий на объектах защищенных от дождя и прямых солнечных лучей. К таким объектам могут относится подземные пешеходные переходы, подземные парковки и автостоянки, закрытые технологические площадки, ангары и др.

Использование черной щебеночной смеси в качестве материала для устройства верхних слоев, допустимо также на дорогах 3-4 технических категорий (например, лесовозных дорог) и для укрепления дорожных обочин.

Для поверхностной обработки асфальтированного покрытия

Мелкозернистый черный щебень фракции 5(3)–10 мм применяется для обработки литых асфальтобетонных покрытий «методом втапливания». Процедура поверхностной обработки является заключительным этапом общего цикла работ по укладке литой асфальтобетонной смеси и осуществляется с целью придания дороге требуемых фрикционных характеристик (шероховатости и заданного коэффициента сцепления).

Технологически процесс поверхностной обработки «методом втапливания» сводится к равномерному распределению по поверхности и запрессовке (втапливанию) черного щебня в уже уложенную литую смесь.

Помимо устройства литых асфальтобетонных покрытий, черный щебень применяется при создании тонких защитных микропокрытий устраиваемых из мелкозернистых смесей с помощью битумощебнераспределителей.

Чёрный щебень - что это такое и зачем он нужен?

Основные различия черного щебня и асфальтобетона

Чёрный щебень. Изображение из открытых источников. Чёрный щебень. Изображение из открытых источников.

Укладка черного щебня

Щебень для дорожного строительства – где применяется и что важно учитывать при выборе материала

Щебень для дорожных работ – это материал, к которому предъявляются повышенные требования. Ведь от его качества будет зависеть безопасность автомобилистов и затраты на ремонт дороги. Почти половина стоимости любого дорожного полотна приходится на щебень. Без этого материала невозможно построить качественное покрытие.

Применение щебня в дорожном строительстве

Для начала скажем, что у этого материала есть несколько названий:

Дорожный щебень
Щебень для дорог
Щебень дорожной фракции
Дорожная щебенка

Щебень используется на всех этапах дорожного строительства и для любого типа покрытий. Он обеспечивает прочность полотна, его устойчивость к износу. Также материал необходим для ремонтных работ.

Вот основные сферы его применения:

Для строительства грунтовых дорог
Для строительства асфальтированных дорог
Для строительства железных дорог
Для производства асфальта

Далее мы расскажем о том, какими свойствами должен обладать данный материал.

Щебнем засыпают временные проезды Щебнем засыпают временные проезды При помощи щебня можно оборудовать подъезд к объекту При помощи щебня можно оборудовать подъезд к объекту Щебень – основной материал для подушки под асфальтовое покрытие Щебень – основной материал для подушки под асфальтовое покрытие Для дорожного строительства подходит не каждый щебень Для дорожного строительства подходит не каждый щебень В этой статье мы расскажем, по каким параметрам нужно подбирать щебень для дорожных работ В этой статье мы расскажем, по каким параметрам нужно подбирать щебень для дорожных работ

Что еще важно при выборе щебня

В дорожном строительстве используется много разновидностей щебня. Они отличаются между собой ценой и рядом характеристик. Перед выбором следует хорошо просчитать, где можно сэкономить, а где лучше потратить деньги и купить надежный и долговечный материал. Ведь для временных подъездов существуют одни требования, а для трасс с большим трафиком – совсем другие.

При выборе щебня следует учитывать следующие характеристики:

Прочность
Истираемость
Морозостойкость
Форму зерен (лещадность)
Содержание зерен слабых пород
Содержание глинистых частиц

Дальше вы узнаете подробнее, как выбирать щебень, ориентируясь на его свойства.

Прочность

Чем прочнее материал, тем дороже он стоит. Но во время строительства автомагистралей, мостов, путепроводов экономить не следует. Для таких работ рекомендуется брать щебень с маркой по дробимости М1200-М1400. Показателю соответствуют гранит, амфиболит и габбро (хотя последний встречается реже). Похожие характеристики имеет серпентинит, но в нем попадается больше лещадных зерен, и он доступен не во всех регионах.

Для обычной дороги со средним трафиком подойдет материал с прочностью М800-М1000. Он выдерживает достаточно большие нагрузки и стоит меньше. Грунтовые дороги и обочины можно смело засыпать щебнем с показателем М600-М1000 (диорит, известняк и мрамор). Он также подойдет для обустройства временных подъездов. Если предусматривается, что по таким дорогам будет ездить тяжелая техника, стоит искать более прочный материал.

Истираемость

Под этой характеристикой понимают устойчивость материала к динамическим нагрузкам. Она очень важна для щебня, используемого в асфальте. Чем меньше истираемость, тем дольше прослужит покрытие.

Для верхних слоев дорог, трасс с интенсивным трафиком, железнодорожного балласта следует покупать материал с истираемостью И1. Такой показатель имеют гранит, амфиболит, некоторые сорта диорита и серпентинита.

Для оснований дорог 3-5 категории, с невысоким трафиком, можно взять материал с истираемостью И2-И3. Такой показатель у известняка, мрамора. Щебень из этих пород стоит не очень дорого и хорошо подойдет для засыпки обочин, грунтовых дорог в сельской местности.

Морозостойкость

Все замечали, что после зимы дорожное полотно просто «сползает». На нем появляются широкие трещины и ямы. Это связано с использованием материалов (включая щебень) с низкой морозостойкостью. При замерзании вода расширяется и разрушает покрытие. Не менее важен показатель и для балласта на железной дороге. Если он разрушится под воздействием низких температур, то перестанет выполнять свою функцию.

Чтобы не тратить лишние деньги на ремонт, следует применять материал с показателем не ниже F100. Он сможет выдержать до 100 циклов замораживания и размораживания. Еще лучше брать щебень с морозостойкостью F300-400. Такими свойствами обладают гранит, диорит, серпентинит.

Форма зерен (лещадность)

Лучшими характеристиками обладает кубовидный щебень. Он хорошо уплотняется, между отдельными частицами почти не остается промежутков. Идеально кубических зерен не бывает – в процессе дробления породы получаются куски разных форм. Кубовидной фракцией называют те зерна, которые имеют примерно равную длину и ширину. При покупке следует обращать внимание, нет ли в щебне большого количества плоских или игловидных зерен. Они называются лещадными, снижают прочность и плотность.

Для оснований трасс, железнодорожного балласта содержание плоских частиц не должно превышать 10-15% (первая и вторая группа). Если этот показатель будет выше, то зерна в процессе эксплуатации дороги уплотнятся, что повлечет за собой деформацию верхних слоев – вплоть до разрушения дорожного полотна..

Чёрный щебень

Кроме того, чёрный щебень активно используется в изготовлении асфальтобетонной смеси. Ну а о том, как класть асфальт уже рассказывалось в прошлых обзорах строительного журнала.

Чёрный щебень представляет собой фракционный материал, различаемый по методу производства и способу укладке, поскольку бывает горячая и холодная укладка чёрного щебня. По крупности зёрен, чёрный щебень бывает:

Крупным (от 40-70 мм);
Средним (от 20-40 мм);
Мелким (от 5-15 мм).

Чёрный щебень, укладываемый холодным способом, используется чаще всего при ремонте и укладке асфальтных дорог. Щебень укладываемый теплым и горячим способом, предназначен для обустройства других покрытий.

Изготовление чёрного щебня

Производится чёрный щебень посредством смешивания в бетоносмесителях с разогретым битумом. При этом количество битума должно быть не менее 3% от общей массы изготавливаемого материала.

Кроме разогретой смолы, в состав черного щебня входят прямые и обратные эмульсии, объём которых не превышает 1% от массы щебня и активные вещества с цементом и известью.

Оборудование для производства чёрного щебня представляет собой большую ёмкость в виде груши, которая приводится в движение мощным электрическим двигателем. Внутри ёмкости располагается нагреватель, который разогревает битум и остальные компоненты входящие в состав черного щебня.

Применение черного щебня и его укладка

Наибольшее применение черный щебень, как было сказано выше, нашёл при строительстве дорог и других покрытий. Процесс укладки этого материала выглядит таким образом:

Сначала площадка тщательно подготавливается и разравнивается;
Затем снимается посредством спецтехники верхний слой грунта;
Почва хорошо утрамбовывается, после чего засыпается слоем песка, который также проходит процесс утрамбовки;
Далее производится укладка черного щебня по технологии «заклинка».

Технология заклинки черного щебня, заключается в использовании материала мелкой и крупной фракции, который смешивается перед насыпью на поверхность между собой.

При раскатывании щебня катком, поверхность дороги приобретает монолитную прочность, такое покрытие устойчиво и долговечно. Ну а про отличие щебня от гравия можно узнать из предыдущих публикаций строительного журнала.

Читайте также: