Щебень в дорожном строительстве: виды, применение, требования ГОСТ

Щебень — основа современного дорожного строительства. Этот прочный материал используют при возведении практически любой дороги: от создания скоростной трассы М-12 Москва — Казань до укладки грунтовой дороги в небольшом садоводстве. При этом, щебень применяется как в качестве одного из компонентов смеси, необходимой для создания дорожного полотна, так и в качестве материала, из которого полностью состоит слой покрытия или основания дороги.

Щебень — это гранулированный сыпучий материал c размером зерен от 5 мм, получаемый в результате дробления горных пород, использования остатков промышленного производства или переработки бетонных изделий и конструкций. При возведении дорог применяют широкий диапазон размеров зерен щебня, наибольший из которых достигает 120 мм.

Какой бывает щебень?

В дорожно-строительной отрасли применяют три основных вида щебня. Их получают путем дробления:

• Горных пород на карьерах
• Шлаков металлургического и химического производства
• Бетона и железобетона, при разрушении старых сооружений

Самый прочный и часто используемый каменный материал — это щебень, полученный в результате добычи и дробления осадочных, изверженных и метаморфических горных пород. В этом случае для производства щебня разрабатывают карьер, где огромные глыбы ископаемых ресурсов подвергают воздействию взрывчатки. После образования крупных обломков необходимой породы, их отправляют на линию дробления, а затем — на виброгрохот для разделения щебня по фракциям. В качестве агрегатов, раскалывающих материал на зерна меньшей величины, служат щековые, конусные, роторные и другие виды дробилок.

Разработка карьеров позволяет обеспечить дорожное строительство гранитным, диабазовым и гравийным щебнем. Добычу этих материалов осуществляют на щебеночных заводах и предприятиях, крупнейшие из которых находятся в Ленинградской, Свердловской, Смоленской, Челябинской, Волгоградской и Ростовской областях.

Шлаковый щебень получают путем дробления и рассеивания шлаков, которые представляют собой остатки продуктов производства стали и чугуна или сжигания углей на тепловых электростанциях. Данный вид щебня допускается применять без ограничений в качестве заполнителя при создании асфальтобетонных и щебеночно-мастичных (ЩМА) смесей, приготовленных по системе проектирования «Superpave». На «Евроасфальт» же действуют определенные ограничения. Так, шлаковый щебень не может быть использован в качестве компонента асфальтобетонной смеси, необходимой для укладки верхнего слоя дороги с тяжелыми условиями движения транспорта. А применение ЩМА-смесей с таким видом материала в целом не предусмотрено.

Щебень из дробленого бетона — это материал, полученный из дробленных частей бетонных и железобетонных конструкций, образованных в результате демонтажа строительных объектов. Данный вид щебня не применяют в качестве компонента при создании асфальтобетонной смеси и готовой смеси для оснований, обработанных органическими или неорганическими вяжущими материалами, но используют при изготовлении тяжелого бетона, необходимого при устройстве верхнего слоя покрытия или слоя основания при возведении жестких дорожных одежд.

Фракции щебня

В зависимости от конкретного карьера и предприятия щебень разрабатывается и поставляется в разных фракциях. К примеру, один из заводов в Карелии реализует каменный материал следующих диапазонов: 5—20 мм, 20—40 мм, 25—60 мм, 40—70 мм. Этого вполне достаточно, чтобы производить большинство видов смесей для создания оснований и покрытий дорожной одежды в соответствии с требованиями национальных стандартов.

Так, ГОСТы на щебень из горных пород и шлаковый щебень, определяют использование для автомобильных дорог следующих фракций (в миллиметрах):

• 4,5—5,6
• от 5,6—8
• от 8—11,2
• от 11,2—16
• от 16—22,4
• от 22,4—31,5
• от 31,5—45
• от 45—63

В стандартах также указано, что по согласованию с производителем возможен выпуск щебня с размерами от 63 до 90 мм. Более того, допускается расширение диапазонов фракций:

• от 4—8 мм
• от 8—16 мм
• от 16—31,5 мм
• от 31,5—63 мм

Щебень из дробленого бетона, в соответствии с ГОСТом, поставляется в виде отдельных фракций (в миллиметрах):

• 5—10
• от 10—20
• от 20—40
• от 40—80

Также в документе указано, что возможно использование смеси фракций с размерами зерен от 5 до 20 мм и от 5 до 40 мм. По договоренности с производителем допускается выпуск щебня в других диапазонах отдельных фракций или их смесей.

Щебень для автомобильных дорог

Применение щебня в реализации строительных объектов способствует увеличению срока службы покрытия, повышению прочности основания и укреплению грунтов автомобильной дороги. Таким образом, гранулированный каменный материал является необходимым компонентом при возведении нежестких и жестких (с использованием монолитного цементобетона или железобетонных плит) дорожных одежд.

Конструкция дороги определяется с учетом будущей интенсивности движения по ней, нагрузки от транспорта, климатических и грунтово-гидрологических условий, санитарно-гигиенических норм, а также доступности поставок необходимых материалов к месту строительства объекта, — все это создает предпосылки для предъявления к щебню различных требований по:

• Гранулометрическому составу
• Содержанию зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы
• Содержанию дробленых зерен в щебне из гравия
• Сопротивление дроблению и износу
• Дробимости
• Содержанию зерен слабых пород
• Морозостойкости
• Содержанию пылевидных и глинястых частиц
• Содержанию глины в комках
• Удельной эффективной активности естественных радионуклидов
• Устойчивости структуры зерен против распадов
• Содержанию вредных компонентов и примесей
• Содержанию органических примесей
• Сопротивлению истираемости по показателю микро-Деваль

При возведении нежестких дорожных одежд щебень применяется:
В качестве компонента щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси — верхнем слое покрытия. Максимальный размер фракции щебня для:

• SMA-8 — 8 мм
• SMA-11 — 11,2 мм
• SMA-16 — 16 мм
• SMA-22 — 22,4 мм

Как один из компонентов асфальтобетонной смеси, произведенной методом проектирования «Superpave». Такую смесь используют для создания верхнего или нижнего слоя покрытия, а также верхнего слоя основания. Наибольший размер фракции щебня для:

• SP-4 — 4 мм
• SP-8 — 8 мм
• SP-11 — 11,2 мм
• SP-16 — 16 мм
• SP-22 — 22,4 мм
• SP-32 — 31,5 мм

В составе щебеночно-гравийно-песчаной смеси (ЩГП), обработанной органическими вяжущими. Она выполняет роль слоя основания или слоя покрытия дороги 5-й категории облегченного типа. Предельный размер частиц при этом должен быть равен:

• Для создания слоя покрытия — 31,5 мм. Содержание фракций зерен крупнее 22,4 мм не должно превышать 15%
• Для создания слоя основания — 45 мм. Наличие фракций зерен больше 31,5 мм не должно превышать 15%

В качестве компонента ЩГП-смеси, обработанной неорганическими вяжущими — слое основания. Максимальный размер зерен щебня в этом случае аналогичен требованиям к щебню при создании смеси с органическим вяжущим, но лабораторный образец из такой смеси должен соответствовать марке 60, то есть иметь прочность на сжатие не менее 6 МПа и прочность на растяжение при раскалывании не менее 0,6 МПа.

В щебеночно-гравийно-песчаной смеси в конструкциях дорожных одежд с основаниями из неукрепленных материалов. В этом случае ЩГП-смесь применяют как один из слоев основания с наибольшей величиной фракций щебня, равной 90 мм.

В нижнем слое основания, где используется фракционный щебень с размером зерен от 31,5 до 63 мм, устроенный по способу заклинки, расклинцованный мелким щебнем или асфальтобетонной смесью, асфальтогранулятом или цементно-песчаной смесью.

В качестве первых двух слоев покрытия дорог 3-й и 4-й категории облегченного типа. Предельный размер фракций щебня — 20 мм.

Отдельно стоит отметить, что при производстве асфальтобетонной смеси по методу проектирования «Евроасфальт», максимальная величина щебня составляет для смеси:

• А5 — 5,6 мм
• А8 — 8 мм
• А11 — 11,2 мм
• А16 — 16 мм
• А22 — 22,4 мм
• A32 — 31,5 мм

При возведении жестких дорожных одежд щебень применяется:

• В качестве одного из компонентов смеси для производства тяжелого бетона с классом прочности на растяжение при изгибе Btb 4,4 — верхнем слое покрытия. Наибольшая крупность зерен щебня равна 20 мм.
• В составе смеси для приготовления тяжелого бетона с классом прочности на сжатие B7,5 — слое основания. Предельная величина зерен в этом случае составляет 40 мм.
• В щебеночно-песчаной смеси или в слое, состоящем только из щебня — слоях основания. Максимальный размер щебня — 120 мм. В случае создания слоя только из щебня используется способ заклинки, при котором к основному диапазону фракций добавляют более мелкий. К примеру, для фракций зерен с размером 80-120 мм, применяют щебень 5-20 и 20-40 мм (или смесь фракций 5-40 мм).
• В щебеночно-песчаной смеси, обработанной цементом — верхнем слое основания. Наибольший размер зерен щебня — 45 мм.
• В щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси — верхнем слое покрытия. Предельный размер фракции щебня для смесей, приготовленных методами проектирования «Superpave» и «Евроасфальт» идентичен: 8 мм, 11,2 мм, 16 мм, 22,4 мм.
• В асфальтобетонных смесях, произведенных по системам «Superpave» и «Евроасфальт» — нижних слоях покрытия и верхних слоях основания. Максимальный размер фракций щебня в этом случае полностью соответствует размерам фракций для смесей, используемых при возведении нежестких дорожных одежд.

При производстве литого асфальтобетона, который используют для устройства покрытий дорог, мостов, тоннелей, а также выполнения ямочного ремонта, применяют только щебень из горных пород. В зависимости от типа смеси и асфальтобетона, наибольший размер щебня составляет:

• для ЛА-4 — 4 мм
• ЛА-8 — 8 мм
• ЛА-11 — 11,2 мм
• ЛА-16 — 16 мм

Для создания дорог высокого качества необходимо с вниманием подходить к использованию материалов для их строительства, что было бы невозможным без создания и постоянного обновления государственных стандартов для дорожно-строительной отрасли.

ГОСТы на щебень для строительства дорог

Применение различного щебня для реализации строительных проектов регулируется государственными стандартами, которые образуют единые требования для разных этапов возведения дорог.

• ГОСТ 5578-2019 Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия.
• ГОСТ 25137-82 Материалы нерудные строительные, щебень и песок плотные из отходов промышленности, заполнители для бетона пористые.
• ГОСТ 31424-2010 Материалы строительные нерудные из отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня. Технические условия.
• ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
• ГОСТ 32703-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования.
• ГОСТ 32826-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и песок шлаковые. Технические требования.
• ГОСТ Р 59628-2021 Дороги автомобильные общего пользования. Жесткие дорожные одежды. Типовые конструкции.
• ГОСТ Р 70454-2022 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные, обработанные органическими вяжущими. Общие технические условия.
• ГОСТ Р 70455-2022 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные, обработанные неорганическими вяжущими. Общие технические условия.
• ГОСТ Р 70458-2022 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные. Общие технические условия.
• ГОСТ 30491-2012 Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.
• ГОСТ Р 58401.1-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования.
• ГОСТ Р 58401.2-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования.
• ГОСТ Р 58406.1-2020 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-мастичные асфальтобетонные и асфальтобетон. Технические условия.
• ГОСТ Р 58406.2-2020 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси горячие асфальтобетонные и асфальтобетон. Технические условия.
• ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
• ГОСТ 32495-2013 Щебень, песок и песчано-щебеночные смеси из дробленого бетона и железобетона. Технические условия.
• ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона. Технические условия.
• ГОСТ 9128-2013 Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия.
• ГОСТ Р 54401-2020 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси литые асфальтобетонные дорожные горячие и асфальтобетон литой. Технические условия.
• ГОСТ 31015-2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия.
• ГОСТ Р 70648-2023 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси холодные асфальтобетонные и асфальтобетон. Общие технические условия.
• ГОСТ Р 70396-2022 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси теплые асфальтобетонные и асфальтобетон. Общие технические условия.
• ГОСТ Р 70397-2022 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси теплые щебеночно-мастичные асфальтобетонные и асфальтобетон. Общие технические условия.

Компания SOLOMATIC поставляет на российский рынок дробильно-сортировочные комплексы, произведенные на фабрике SBM — одного из лидеров Китая в области разработки и производства оборудования для дорожно-строительной и горнодобывающей отрасли.

Современные дробильно-сортировочные комплексы SBM применяются для производства щебня различных фракций, который используется при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте объектов транспортной инфраструктуры по всей России.

В ассортимент поставляемого оборудования входят:

• стационарные дробильно-сортировочные комплексы;
• мобильные дробильно-сортировочные комплексы;
• дробилки для первой и второй стадий дробления, а также для производства кубовидного щебня.

Оборудование обеспечивает высокую производительность, эффективную переработку горных пород различной прочности и стабильное качество готового материала.

Чтобы подобрать дробильно-сортировочное оборудование под ваши задачи, свяжитесь с нами любым удобным способом: по телефону 8 800 555 73 40 или e-mail: sale@solomatic.ru.