Свойства, виды и область применения черного щебня

Черные щебни относятся к материалам, широко применяемым в дорожном строительстве и при сооружении различных транспортных узлов, где необходимо создание прочной, водонепроницаемой и одновременно пластичной подложки с защитными функциями. Это композиция из природного щебня и нанесенных на него связующих синтетического, полусинтетического и натурального происхождения. В последнее время в этой роли все меньше используются натуральные битумы, заменяемые продуктами перегонки нефти.

Существует три основные технологии работы с черным щебнем — горячая и теплая предполагают изготовление материала на специальном оборудовании, холодная рассчитана на смешивание связующего со щебнем непосредственно на месте укладки.

Особенности и преимущества материала

Для придания материалу заданных свойств его разогревают, после чего наносят горячий битум, деготь или иную вязкую композицию. В результате получается масса, обладающая ценными в дорожном строительстве качествами:

  • пластичность при укладке, возможность хорошего уплотнения при соблюдении технологии;
  • защита от воды за счет образования на щебне прочной пленки после застывания;
  • эффективное схватывание частиц за счет высокой адгезивной составляющей массы;
  • способность готового слоя сохранять форму, не растрескиваться под нагрузкой длительное время. 

При строительстве особо нагруженных магистралей, взлетных полос и других ответственных объектов таким образом достигается эффект долговечности и предсказуемости поведения полотна.

 

Технологии изготовления и укладки покрытия из черного щебня

Процесс изготовления, требования к составу черного щебня и конечные характеристики продукта устанавливаются ГОСТ 8267 и 3344, испытания проводятся на соответствие характеристикам Межгосударственного стандарта ГОСТ 30491-2012. Разница между свойствами композиции и технологией ее укладки зависит от применения определенных связующих и метода изготовления. В зависимости от этих особенностей принято разделять черный щебень на типы:

  • горячей технологии — вяжущее разогрето до 120 – 160 °C, укладка производится при 100 – 120 °C, пропитка выполняется битумами среднегустеющей группы и дегтем;
  • теплой технологии — на щебень наносятся нефтяные битумы или деготь марки Д-5 при разогреве до 80 – 120 °C и последующей укладке с минимальным промежутком времени и температурой 60 – 100 °C;
  • холодной технологии — пропитка осуществляется без предварительного подогрева с помощью жидких битумов и дегтя Д-3. 

Холодный черный щебень приобретает большую ценность в случаях, когда необходимо длительное время хранить материал перед использованием. Композиция не слипается, в отличие от теплого и горячего щебня, она может пролежать в условиях крытого склада до полугода. Однако адгезивные свойства этого состава намного ниже, поэтому он используется с ограничениями, когда есть возможность сэкономить за счет подбора материала с учетом пониженной расчетной нагрузки на полотно.

Характеристики и плотность черного щебня

Соотношение пропитки и каменной составляющей черном щебне находится в пределах 2 – 4,5 % связующего. Плотность черного щебня напрямую формирует условия для успешного выполнения задачи — создания долговечного полотна. Для расчета берется отношение массы материала к объему после завершения пропитки. В процессе укладки сначала используются более крупные крупные и средние фракции (40 – 70, 20 – 40), после чего выполняется расклинивание полотна мелким материалом и окончательная укатка. Исходный гранитный щебень должен иметь показатель морозостойкости не менее F15 циклов. Оптимальные показатели прочности подбираются из широкого диапазона от М300 до М1200.