Строительство автомобильных дорог требует большого количества каменных материалов, песка и др. На 1 км автомагистрали I-III технических категорий требуется более 3000 м3 камня в виде щебня. В связи с этим обеспечение строительства дорожно-строительными материалами должно идти по пути максимального использования тех каменных и обломочных горных пород, которые залегают на поверхности или на некоторой глубине вблизи строительного объекта.
Эти материалы в таком случае являются наиболее дешевыми и применение их позволяет снизить стоимость строительства дороги и сэкономить значительное количество средств на перевозки материалов.
Удобные для разработки места залегания горных пород получили название месторождений. Месторождения, на которых уже когда-либо проводилась разработка материалов открытыми горными выработками называют карьерами.
В дорожном строительстве карьеры строительных материалов бывают двух видов: притрассовые, базисные (промышленные).
Притрассовые карьеры расположены вблизи трассы, обслуживают только данную дорогу или какой-либо ее отрезок; добываемый в них материал вывозится на дорогу автомобильным транспортом.
Базисные карьеры предназначены для снабжения дорожно-строительными материалами ряда строек. Они могут быть удалены от строительных объектов на 100 км и более, в связи с чем обслуживаются железнодорожными или водными путями.
Для отыскания месторождений или карьеров природных материалов обычно ведутся поиски в районе проложения трассы проектируемой дороги. После того, как месторождение или карьер будут выявлены, производят их разведку.
Под разведкой месторождения понимают установление качества, количества и условий залегания материалов на том или ином выявленном поисками участке.
Различают 2 вида разведок:
-предварительную,
-детальную.
В процессе их проведения обследуют не только месторождения камня и песка, но и отходов промышленных предприятий (шлаковых овалов, золоотвалов, пустых пород, отходов камнедроблений), а также карьеров грунтов наиболее пригодных для укрепления их вяжущими материалами. Предварительная разведка ведется во время технических изысканий, детальная – на стадии рабочего проектирования, осуществляемого во время строительства дороги.
Подготовительные работы.
Перед производством поисков тщательно изучают литературу и картографические материалы, относящиеся к району изыскания. Весьма полезны при этом геологические материалы (описание отдельных районов, материалы геологического исследования района, подробные геологические карты с пояснительной запиской) и материалы по характеристики минерального сырья области или республики (описание строительных материалов, карты карьеров, карты сырьевых ресурсов), имеющиеся в фондах территориальных административных органов и геологических организаций.
По собранным данным можно составить первое представление о возможности обеспечения строящейся дороги местными дорожно-строительными материалами.
Полевые работы.
В зависимости от степени насыщенности района природными материалами ширина полосы, в границах которой ведутся обследования карьеров и месторождений, может колебаться в широких пределах. Чаще всего она доходит до 10-20 км для песка, до 20 км и более для гравия и камня.
В горной местности или местности богатой строительными материалами ширина полосы может быть уменьшена; в местности бедной материалами – наоборот.
По прибытии к месту расположения карьера осматривают места выходов материала на дневную поверхность для установления его наименования и качества. Если при этом естественное обнажение, старые разработки, шурфы, ямы обваливались и не дают возможности ознакомиться с материалом, то производят их расчистку. Качество материала является главным фактором при оценке месторождения. По этой причине прежде всего знакомятся с качеством материала путем его внешнего осмотра и простейших испытаний:
-для песка определяют крупность зерен и степень загрязненности пылевато-глинистыми частицами,
-для гравия определяют гранулометрический и петрографический состав.
Для каменных материалов определяют цвет, структуру, минеральный состав, наименование породы, степень ее выветренности, прочность при испытании ударом молотка, степень однородности породы, трещиноватость и т.п. Одновременно с этим отбирают типичные пробы для лабораторных испытаний. При обследовании месторождений и карьеров подробно описывают имеющиеся обнажения или скрытые стенки расчисток, измеряют мощность пород, лежащих над полезной толщей (вскрыша), и мощность полезной толщи. По имеющимся на обследуемом участке обнажениям, расчисткам и другим выработкам, а также по рельефу местности судят о распространении материала и составляют предварительные суждения о его количестве (запасе).
Для характеристики карьера важно также знать расстояние от него до строительного объекта (дорога, мост), состояние подъездных путей к карьеру, характер угодья, где располагается карьер (лес, луг, пашня), наилучшее время года для его разработки и прочее. Все полученные во время обследования данные заносят в полевой журнал, в нем же делаются зарисовки обнажения или расчисток. Знакомство с естественными обнажениями, обследования речных долин позволяет составить суждение о том, какие материалы могут быть встречены в данном районе. При благоприятных условиях такие обнажения могут служить и местом разработки материалов.
Аллювиальные (речные) отложения представлены обычно песчаными и гравийными материалами. Они залегают в виде кос, узких береговых лент, полуостровов или островов. Их мощность от 0,25 м до 2 м и более, вскрыша отсутствует (самые молодые отложения), либо сравнительно небольшая.
Гравийные или песчаные древние аллювиальные отношения обычно приурочены к более высокой террасе, их мощность бывает значительно больше. Для большинства аллювиальных отложений характерна малая загрязненность пылевато-глинистыми частицами, что является их достоинством.
При осмотре оврагов могут быть обнаружены такие же естественные отложения, как и по берегам рек. Если качество вскрытых оврагом горных пород хорошее, а вскрыша небольшая, то эти обнажения могут служить местом разработки материалов. В областях распространения ледниковых отложений на возвышенных элементах рельефа могут быть обнаружены залежи валунов, гравия и песка. Гравийно-валунные отложения часто приурочены к конечным моренам отдельных отрогов ледников или к озам и представляют собой холмы или удлиненные валы. В горной местности на крутых склонах на дневную поверхность могут выходить наиболее прочные каменные горные породы. В предгорных районах залежи гравия или естественного щебня могут быть обнаружены в местах современных или прежних выходов горных потоков в прилегающую к горам равнину (пролювиальные отложения). При поисках строительных материалов можно руководствоваться следующими внешними признаками:
1. произрастание сосны часто указывает на наличие хорошо дренируемых грунтов – песка, гравия, дресвы, естественного щебня;
2. наличие в поверхностных слоях грунтов гравийных зерен, щебня в заметных количествах указывает на то, что на небольшой глубине возможно встретятся залежи гравийного материала камня;
3. если коренные отложения данной местности представлены скальными породами высокой прочности, то по берегам рек может быть встречен гравий. Наибольшее его количество может быть обнаружено, когда коренные породы представлены конгломератами.
В результате поисков составляются следующие документы:
1. план-схема трассы с нанесением на нее всех выявленных при поисках месторождений и карьеров. При наличии карты крупного масштаба трассы выявленные места и карьеры наносят на карту.
2. ведомость месторождений и карьеров,
3. ведомость характерных анализов и испытаний материалов,
4. пояснительная записка, в которой даются краткая характеристика размещения месторождений и карьеров вдоль трассы и качественная оценка материала, а также излагаются соображения о снабжении проектируемой дороги дорожно-строительными материалами.