Назва предмету: „Матеріали та вироби для автомобільних доріг” Лекція 1

відомості про матеріали та вироби для автомобільних доріг

Зміст лекції 1

1.1.Організаційні

питання вивчення предмету
1.2.Рекомендована література
1.3.Актуальність мета та завдання вивчення предмету
1.4.Історія застосування будівельних матеріалів та виробів для автомобільних доріг
1.5.Класифікація і основні види матеріалів, що застосовуються при будівництві автодорожніх об’єктів.
1.6.Сировина для будівельних матеріалів і виробів.
1.7. Якість матеріалів і виробів. Стандартизація.

54 години. Із них: лекції-15; залік-8.

Оцінка якості навчання буде проводитись

у формі перевірки рефератів і контрольних робіт, а також будуть перевірятись зошити з конспектами.

Відвідування всіх занять – обов’язкове. У випадку пропуску лекцій потрібно: переписати в зошит пропущений матеріал.

По закінченню семестру - залік. Він буде проводитись у письмовій формі з додатковим усним опитуванням. До заліку допускатимуться студенти, у котрих є повний конспект лекцій, а також ті, що написали контрольні роботи та реферати з позитивними оцінками. Студенти, що матимуть відмінні оцінки за конспекти, контрольні, реферати, отримають залік автоматично.

конспектом з даного предмету слід для повторення необхідних тем з

дисциплін, що раніше вивчались, користуватись відповідними конспектами та підручниками.

Рекомендується користуватися наступною літературою:
1. Дворкін Л.Й. Будівельне матеріалознавство. Навчальний посібник. Видавництво РДТУ, Рівне, 2000 – 477 с.
2. Грушко И.М., Королев И.В. Дорожно-строительные материалы. М., Транспорт, 1991. – 357 с.
3. В.Ф. Бабков, В.М. Безрук. Основы грунтоведения и механики грунтов. М. Высшая школа., 1976. – 328 с.
4. Гоц В.І. Бетони і розчини. К., Транспорт, 2005. – 213 с
5. Гоц В.І. Технологія конструкцій і виробів із алюмінію. К., Транспорт, 2007. – 357 с.
6. Діючі нормативні документи на матеріали: стандарти, технічні умови тощо.
Та інші нормативи, а також:
7. Періодичні науково-технічні видання
8. Інтернет-інформація.

застосування в існуючій практиці дорожнього будівництва.
Матеріали і вироби становлять 50-60

% вартості будівництва дорожніх об’єктів. Будівництво і утримання автомобільних доріг вимагає значних витрат в усіх країнах світу. Вартість будівництва 1 км сучасної автомагістралі становить біля 4-6 млн.$.
Вартість найбільш розповсюджених матеріалів:
асфальтобетон – 30 – 60 $/т;
бетон – 100 – 150 $/м3;
бітум – 150 – 200 $/т;
цемент – 50 – 150 $/т;
щебінь – 20 – 30 $/м3;
Вартість 1 м2 конструкції дорожнього покриття становить близько 20-40 $ для державних доріг і 5-20 $ для місцевих доріг.
Для будівництва 1 км дороги з асфальтобетонним покриттям (при ширині 7 м) необхідно: 2500 м3 щебеню, 1500 м3 піску, 100 т мінерального порошку і 90 т бітуму.

тис. км.
Щільність мережі доріг складає 0,3 км/км2 , що в

4.7 рази менше ніж у Франції (1.4 км/км2) , в Німеччині щільність майже в 7 разів більша (2.0 км/км2).
Зараз існує державна програма реабілітації та утримання на належному рівні існуючої мережі автомобільних доріг, а також розвитку міжнародних та національних транспортних коридорів, що проходять територією України.
Задачі сьогоднішнього дня полягають у раціональному застосуванні ефективних якісних і довговічних матеріалів і виробів для вирішення проблем дорожнього будівництва.
Завдання вивчення предмету:
засвоїти номенклатуру і класифікацію основних сучасних матеріалів і виробів для автомобільних доріг;
отримати уявлення про основні вимоги чинних нормативно-технічних документів, що забезпечують якість виготовлення та застосування матеріалів та виробів для автомобільних доріг;
вивчити правила приймання матеріалів і виробів для автомобільних доріг.

зорі розвитку людства першими дорогами були стежки на природному ґрунті,

потім дороги для в’ючних перевезень і вже пізніше ґрунтові дороги з примітивним покращенням важкопрохідних місць хмизом, жердинами, каменем. Пізніше з розвитком торгових відносин, коли ґрунтові дороги перестали забезпечувати рух в усі пори року, з’явились ділянки доріг з покращенням проїзної частини кам’яним матеріалами в грубоколотому або обтесаному вигляді. Із дорожніх споруд, що збереглися до нашого часу відомі римські дороги ІУ століття. Їх особливістю римських доріг була значна товщина кам’яного шару (до 1-1,5 м), наявність місцями піщаного підстилаючого шару.
Існують відомості, що вказують на використання таких матеріалів при будівництві доріг як тесані кам’яні плити, опалена глиняна цегла, вапно (2-у тисячоліття до н.е.). Таким чином, людство задовго до нашої ери використовувало широкий асортимент будівельних матеріалів, який практично не збільшувався протягом багатьох років.

хорошій мережі доріг. Всі дороги почали влаштовувати з кам’яного мощення.

Розвиток техніки, вантажних та пасажирських перевезень як по суші так і по воді привів до розширення асортименту матеріалів. В кінці ХVIII на початку ХІХ ст. почали використовувати нові види мінеральних в’яжучих матеріалів – гідравлічних: вапно, романцемент. В 50-ті роки ХІХ століття в Росії, Англії, Німеччині, Франції почали виготовляти портландцемент, а на початку 20-го століття приступили до виготовлення глиноземистого, шлакового, пуцоланового цементу.

походження. Перші штучні матеріали у вигляді сирого дьогтю були використані

в 1761 році. Використання сирого рідкого кам’яновугільного дьогтю було викликано необхідністю боротьби з курявою на ґрунтових дорогах. Добрі в’яжучі властивості кам’яного дьогтю дозволили в подальшому його використовувати як в’яжуче при обробці шосе. Штучні асфальтові бітуми, які одержували з нафти знайшли використання як в’яжуче дещо пізніше. Бітум одержували шляхом загущення залишків перегонки нафти, за допомогою окислення повітрям. З розвитком техніки виникла необхідність виготовлення штучних органічних в’яжучих матеріалів. Тому з’явились матеріали, що застосовуються як в гарячому так і в холодному стані: в’язкі бітуми і дьогті, рідкі емульсії, мастики та ін.

об’єктів.

1.5.1 Класифікація матеріалів і виробів

В залежності від походження , способів

одержання, властивостей і застосування їх можна поділити на такі групи:
1 –грунтові;
2- кам’яні матеріали природні:
масивні – блоки, плити та ін.
штучні – брущатка, мозаїчна шашка, бордюрний камінь
колоті – шашка, бутовий камінь;
дроблені – щебінь, кам’яний відсів;
мелені – мінеральний порошок;
рихлі – пісок, гравій , жорства та ін.;
3 – штучні кам’яні матеріали:
керамічні (клінкер, плитка, гончарні труби та ін);
піщано-вапнякові (силікатні вироби і цегла, блоки та ін.);
шлакові матеріали і вироби – камінь, щебінь, брущатка, блоки;
кам’яне лиття;

– бетони з використанням мінеральних в’яжучих матеріалів (цементобетони, залізобетони, цементо-

та залізобетонні вироби);
6 – органічні в’яжучі матеріали – бітум, дьоготь, емульсії та ін.;
7 – матеріали з використанням органічних в’яжучих (асфальтобетон, чорний щебінь, органічно-мінеральні суміші та ін.);
8 – матеріали та вироби з деревини;
9 – матеріали та вироби із металів та їх сплавів;
10 – покрівельні, гідроізоляційні, полімери, латекси, гума та ін.;
11 –лаки, фарби та ін.

створення так званих композиційних матеріалів, у яких зібрані кращі якості

їхніх складових компонентів. Більшість будівельних матеріалів - бетон, залізобетон, склопластики, піноскло й ін. - є складними композиціями, що складаються з декількох компонентів. Склад і властивості складових і їхній вміст у композиції залежать від вимог, що пред'являються до матеріалу або виробу з нього.
Для спрощення зручніше розглядати композиційні матеріали як дисперсні, бінарні системи, що складаються з двох компонентів: дисперсійного середовища, або як прийнято її називати в композиційні матеріали-матриці, і наповнювача (дисперсної фази). Середовище має властивість безперервності, а наповнювач має границю розділу.

в керамічних матеріалах. Наповнювач являє собою дисперсні мінеральні матеріали різної

крупнисті (порошок, пісок, щебінь), або волокна різного походження (мінеральні, полімерні, целюлозні), або пори, наприклад, у теплоізоляційних матеріалах.
У залежності від матеріалу матриць (середовища) будівельні композиційні матеріали можна поділити на наступні групи: композиції із силікатною матрицею (мінеральні в'яжучі, бетони), полімерні або органічної (пластичні маси, склопластики, асфальтобетони) і металевої (металеві сплави).
Матриці в композиційних матеріалах поєднують у єдине ціле численні частки наповнювача (зерна, волокна), що додає монолітність і визначену форму виробові. Матриця забезпечує передачу зусилля на заповнювач, волокна, а також охороняє їх від механічних і корозійних впливів.

поділяють на три види моделей:
із зернистим наповнювачем (1): а -

з малим змістом наповнювача; б- з великим змістом наповнювача;
з волокнистим наповнювачем (2): а - з орієнтованим; б-неорієнтованим;
з газонаповненими комірками (3): а - з витягнутими порожнечами; б- з кулястими порожнечами.

Рис. 1. Моделі композиційних матеріалів.

яких виробляють продукцію. Наприклад, із цукрових буряків виробляють цукор, із

залізної руди.
Сировину класифікують за такими ознаками як: походження, агрегатний стан, важливість у технологічному процесі тощо.
I. За агрегатним станом – тверда, рідка, газоподібна.
II. За важливістю у технологічному процесі сировину поділяють на основну і допоміжну.
ІІІ. За походженням сировину поділяють на первинну, штучну і вторинну.
1 Первинна сировина. Первинною сировиною називають речовини природного походження, які не зазнавали перероблення.
2. Штучна сировина. Штучною сировиною називають продукцію чи напівпродуцію, виготовлену на підприємстві
3. Вторинна сировина . Вторинною сировиною називають промислові та споживчі відходи й побічну продукцію.

в процесі виготовлення основної продукції, які частково або повністю втратили

свої властивості та не відповідають встановленим стандартам.
Промислові відходи після переробки, а іноді без нього можуть бути використані у виробництві або споживанні.
Споживчими відходами називають вироби та речовини, які в процесі користування ними втратили свої властивості.
Побічною продукцією називають таку продукцію, яка утворилася поряд з основною в процесі перероблення сировини, але не була метою виробництва.
На побічну продукцію встановляють стандарти, технічні умови, ціни. Побічну продукцію часто використовують як готову продукцію або вона є сировиною для виготовлення іншої. Наприклад, у процесі виробництва чавуну (основна продукція) отримують шлак (побічна продукція), який е сировиною для виготовлення будівельних матеріалів (шлакоцементу, шлаковати тощо).
Вторинна сировина повністю або частково замінює первинну сировину при виготовленні продукції. Це економічно і екологічно вигідно: продукція стає дешевшою і менше забруднюється довкілля.

показників, ознак і властивостей умовам їх роботи в окремих елементах

дорожньої споруди у відповідності до технічних умов.
Для визначення якості дорожньо-будівельних матеріалів використовують три методи: інструментальний, органолептичний та комбінований.
В залежності від виробничого процесу, який контролюється, розрізняють контроль вхідний, технологічний та приймальний.
Вхідний –перевірка відповідності матеріалів, які поставляються на будівництво, встановленим вимогам. Проводять необхідні випробування матеріалів і визначають відповідність показників їх якості до вимог нормативних документів.
Технологічний – включає перевірку характеристик, режимів та інших показників технологічного процесу та відповідність їх нормативним вимогам.
Приймальний – перевірка відповідності готового виробу вимогам нормативних документів.

діяльності в даній області на користь і при участі всіх

зацікавлених сторін (в тому числі, для досягнення загальної оптимальної економії при дотриманні функціональних умов і вимог охорони праці).
Більшість будівельних матеріалів і виробів є об’єктами державної стандартизації, їх якість регламентується ДСТУ – обов’язковими документами для всіх підприємств, організацій та установ. Вся робота по стандартизації в Україні регламентується Декретом Кабінету Міністрів та комплексом стандартів державної системи стандартизації.
Поряд з ДСТУ діє система нормативних документів, що об’єднана в будівельні норми і правила. ДСТУ та ВБН взаємно доповнюють один одного. ДСТУ розроблені в основному на будівельні матеріали і вироби масового виготовлення, ВБН – встановлюють вимоги до всієї будівельної продукції. У ВБН відсутні методи випробувань матеріалів і виробів, але в них зібрані норми будівельного проектування і кошториси.
З урахуванням цих нормативних документів розробляються інструкції, вказівки, будівельні норми, технічні умови та інша документація, яка розвиває і доповнює діючі ДСТУ, ВБН.