Co je laterit?

Laterit (materiál vozovky)

Definice

Laterit je tropická půda bohatá na oxidy železa a hliníku, kterou stavitelé silnic používají jako štěrk ve vrstvách vozovky.

Průzkum AFCAP (Netterberg, 2014) jej popisuje jako tropickou půdu, která vznikla pokročilým zvětráváním. Zvětrávání odstraní bazické prvky a oxid křemičitý a oxidy železa a hliníku se nahromadí. Tato stránka popisuje laterit jako materiál vozovky. Stránka podkladní vrstva popisuje vrstvu obecně. Stránka obrusná vrstva popisuje horní vrstvu.

Laterit, lateritická zemina a plinthit

Název má mnoho významů. Průzkum AFCAP uvádí, že neexistuje všeobecně přijímaná definice. Geologie, pedologie a inženýrství používají každé vlastní. Pedologie název opustila a používá místo něj plinthit.

Průzkum používá tyto pojmy:

• Laterit. Silně scementovaný materiál s tmelem tvořeným alespoň 50 procenty oxidů železa a hliníku.
• Lateritická zemina. Materiál, ve kterém tmel tvoří zhruba 20 až 50 procent. Může být méně vyvinutý, nebo v něm stále převládá původní zemina.
• Lateritický materiál. Obecný pojem pro oba. Průzkum jej navrhuje pro stavitele silnic.

Další místní názvy jsou murram ve východní Africe, cabook na Srí Lance a ferricrete v jižní Africe. Průzkum navrhuje, aby stavitelé silnic používali jako obecný pojem lateritický materiál a nepoužívali ferricrete.

Kde se vyskytuje

Laterit vzniká hlavně ve vlhkých tropických a subtropických pásech. Patří sem Afrika, Indie, jihovýchodní Asie, Austrálie a střední a jižní Amerika. Změny klimatu v minulosti znamenají, že některý laterit leží mimo dnešní tropy (2.3.4).

Buchanan jej poprvé popsal v Indii v roce 1807. Pod zemí byl měkký a na vzduchu rychle tvrdl, proto ho stavitelé řezali na cihly. Název pochází z latinského slova pro cihlu.

Proč neprojde běžnými zkouškami

Laterit často nesplňuje limity, které silniční správy používají pro štěrk, a přesto ve službě dobře obstojí (4.1). Průzkum AFCAP uvádí tyto důvody:

• Zrnitost. Často má mezery v písčité frakci. Hmotnostní sítová zkouška to zveličuje, protože železem bohatá hrubá část je těžší než jemná část. Hrubá část má měrnou hmotnost 3,0 až 3,5 a jemná část zhruba 2,7. Zrnitost podle objemu může vypadat lépe (3.2.1).
• Pórovité částice. Zvyšují každé měření vlhkosti, včetně Atterbergových mezí.
• Typ jílu. Hlavním jílem je kaolinit. Má nebobtnavou mřížku, takže materiál bobtná méně než s jinými jíly.
• Plasticita a pevnost. Lateritům bývá index plasticity 15 až 20. Jejich CBR po nasycení bývá pod obvyklým minimem 80 procent (1.1).
• Příprava vzorků. Běžná laboratorní práce rozbije shluky prachu a jílu, které se při výstavbě drží pohromadě (4.1).

Nejdůležitější vlastnosti jsou zrnitost, Atterbergovy meze, pevnost hrubých částic a zhutnění a únosnost (3.2).

Kritéria pro podkladní vrstvu z lateritu

Charman (1988) navrhl kritéria pro lateritickou štěrkovou podkladní vrstvu pod tenkým asfaltovým povrchem v tropech. Průzkum AFCAP je uvádí v tabulce 4-2.

Charman udává hodnotu abraze podle Los Angeles 65 procent nebo méně pro podkladní vrstvu vedlejší silnice. U ostatních řádků podkladu je to 50 procent nebo méně. CBR se měří na vzorcích, které 4 dny nasákly. Podkladní vzorky pro dopravu nad 0,3 milionu jsou na 100 procentech modifikované hutnicí hustoty. Ostatní jsou na 95 procentech.

Průzkum uvádí, že Charman navrhoval tyto podklady jen pro silnice s nízkou intenzitou dopravy. Brazílie používá jemnozrnné lateritické zeminy jako podklad pro až 1 500 vozidel denně a 5 milionů ekvivalentních standardních náprav (5.2). Main Roads Western Australia (MRWA, 2002) stanovuje kritéria pro podklad pod tenkým asfaltovým povrchem. CBR po nasycení je 80 nebo více a mez tekutosti 25 nebo méně. Dryback je 85 procent optimální vlhkosti nebo méně (tabulka 4-10).

Tloušťka vrstvy z lateritu

Průzkum AFCAP udává kritéria pro materiál. Tloušťku vrstvy neuvádí. Nenašli jsme žádnou normu tloušťky, která by platila konkrétně pro obrusnou vrstvu z lateritu.

Příručka FHWA pro štěrkové silnice uvádí obecné pravidlo pro štěrk. Tloušťka závisí na počtu těžkých nákladních vozidel a na pevnosti podloží (tabulka 6). Tabulka platí pro štěrk obecně, ne pro laterit.

Příručka uvádí, že štěrková silnice ztrácí povrchový štěrk kvůli provozu, erozi a dešti. Návrh musí tuto ztrátu počítat (A2). Uvádí také 25 až 50 mm (1 až 2 in) jako typickou přípustnou hloubku kolejí u silnice s kamenivovým povrchem. Stránka podloží popisuje vrstvu, která určuje třídu CBR.

Povrch ze štěrku potřebuje jiný materiál než podklad. Vzorová specifikace příručky povoluje u povrchového štěrku 4 až 15 procent částic procházejících sítem č. 200. Index plasticity je 4 až 12. Pro podkladní štěrk povoluje 3 až 12 procent a index plasticity 0 až 6. Plastické jemné částice drží povrch pohromadě.

Výstavba

Oddíl 5.2 průvodce AFCAP uvádí tyto postupy pro podkladní vrstvy z lateritu:

• Zhutňujte blízko optimální vlhkosti. Laterit zhutněný za sucha pod optimem často dá špatný povrch a nedosáhne své pevnosti.
• Zhutňujte na vysoký stupeň. Vysoký stupeň zhutnění udrží pevnost, když je laterit mokrý.
• Nechte štěrk s nízkou plasticitou zrát zhruba jeden den poté, co se do něj dostane voda. Laterické písky mohou potřebovat 4 nebo 5 dní.
• Rozbíjejte velké částice konkrecionárního lateritu mřížovým válcem. Pokládací stroje pracují špatně, protože oddělují hrubé a jemné částice.
• Tvarujte povrch pro odvodnění. Utěsnění odložte, dokud je podklad suchý a povrch pevný. To může trvat 1 až 2 měsíce.

Laterit na letišti

Žádný text od ICAO, EASA ani FAA, který jsme četli, laterit nejmenuje. Nenašli jsme pro něj žádnou letištní specifikaci. Položka FAA P-209, drcený kamenivový podklad, má tyto limity (AC 150/5370-10H, 209-2.1):

• Ztráta podle Los Angeles 45 procent nebo méně.
• Alespoň 90 procent částic se dvěma lomenými plochami a 98 procent s jednou.
• Mez tekutosti jemného kameniva 25 nebo méně a index plasticity 5 nebo méně.

Tyto limity jsou přísnější než silniční kritéria výše. Laterit v letištní vozovce proto potřebuje vlastní inženýrské odůvodnění. Potřebuje také zprávu o pevnosti. Pro letadla o hmotnosti 5 700 kg nebo menší žádá Annex 14 / L 14 (2.6.8) nejvyšší přípustnou hmotnost letadla a tlak pneumatik. Příkladem je 4 800 kg/0,60 MPa. Nad 5 700 kg se používá metoda ACR-PCR (2.6.2).

Stránka vozovka popisuje vrstvy letištní vozovky.