Laterit (materiál vozovky)

Definícia

Laterit je tropická pôda bohatá na oxidy železa a hliníka, ktorú stavbári ciest používajú ako štrk vo vrstvách vozovky.

Prehľad AFCAP (Netterberg, 2014) ho opisuje ako tropickú pôdu, ktorú vytvorilo pokročilé zvetrávanie. Zvetrávanie odnáša bázy a oxid kremičitý a oxidy železa a hliníka sa hromadia. Táto stránka pokrýva laterit ako materiál vozovky. Stránka podkladová vrstva pokrýva vrstvu vo všeobecnosti. Stránka obrusná vrstva pokrýva vrchnú vrstvu.

Laterit, lateritická zemina a plintit

Toto slovo má veľa významov. Prehľad AFCAP uvádza, že neexistuje všeobecne prijatá definícia. Geológia, pedológia a inžinierstvo používajú každé vlastnú. Pedológia slovo opustila a používa plintit.

Prehľad používa tieto pojmy:

Laterit. Silne spevnený materiál s najmenej 50 % oxidov železa a hliníka ako spojiva.
Lateritická zemina. Materiál s asi 20 až 50 % spojiva. Môže byť menej vyvinutý alebo môže v ňom stále prevládať hostiteľská zemina.
Lateritický materiál. Všeobecný pojem pre oba. Prehľad ho navrhuje pre stavbárov ciest.

Ďalšie miestne názvy sú murram vo východnej Afrike, cabook na Srí Lanke a ferricrete v južnej Afrike. Prehľad navrhuje, aby stavbári ciest používali lateritický materiál ako všeobecný pojem a nepoužívali ferricrete.

Kde sa vyskytuje

Laterit vzniká hlavne vo vlhkých tropických a subtropických pásmach. Patria sem Afrika, Indie, Juhovýchodná Ázia, Austrália a Stredná a Južná Amerika. Klimatické zmeny v minulosti znamenajú, že časť laterítu leží mimo dnešných trópov (2.3.4).

Buchanan ho prvýkrát opísal v Indii v roku 1807. V zemi bol mäkký a na vzduchu rýchlo tvrdol, preto ho stavbári rezali na tehly. Názov pochádza z latinského slova pre tehlu.

Prečo neprejde štandardnými skúškami

Laterit často neprejde limitmi, ktoré cestné správy uplatňujú na štrk, a v prevádzke sa napriek tomu osvedčí (4.1). Prehľad AFCAP uvádza tieto dôvody:

Zrnitosť. Často má medzery v piesočnatej frakcii. Hmotnostný sitový rozbor to zveličuje, lebo železom bohatá hrubšia časť je ťažšia ako jemnejšia časť. Hrubšia časť má mernú hmotnosť 3,0 až 3,5 a jemnejšia asi 2,7. Objemová zrnitosť môže vyzerať lepšie (3.2.1).
Pórovité častice. Zvyšujú každé meranie obsahu vlhkosti vrátane Atterbergových medzí.
Typ ílu. Hlavným ílom je kaolinit. Má nebobtnavú mriežku, takže materiál napúča menej ako pri iných ílových mineráloch.
Plasticita a pevnosť. Laterity často majú index plasticity 15 až 20. Ich CBR po namočení je často pod bežným minimom 80 % (1.1).
Príprava vzoriek. Bežná laboratórna práca rozbíja zhluky ílu a prachu, ktoré počas výstavby zostávajú celé (4.1).

Vlastnosti, na ktorých najviac záleží, sú zrnitosť, Atterbergove medze, pevnosť hrubých častíc a zhutnenie a nosnosť (3.2).

Kritériá pre laterítovú podkladovú vrstvu

Charman (1988) navrhol kritériá pre lateritický štrkový podklad pod tenkým asfaltovým povrchom v trópoch. Prehľad AFCAP ich uvádza v tabuľke 4-2.

Použitie	Doprava (milióny ekvivalentných štandardných náprav)	CBR po namočení	Index plasticity, vlhké a mokré trópy	Index plasticity, semiaridné a aridné oblasti
Podkladová vrstva, malá cesta	Pod 0,3	45 alebo viac	12 alebo menej	20 alebo menej
Podkladová vrstva, hlavné vidiecke a mestské cesty	0,3 až 1	65 alebo viac	10 alebo menej	15 alebo menej
Podkladová vrstva, hlavné vidiecke a mestské cesty	1 až 3	80 alebo viac	6 alebo menej	12 alebo menej
Pododklad	Pod 3	25 alebo viac	25 alebo menej	25 alebo menej

Charman udáva hodnotu oderu podľa Los Angeles 65 % alebo menej pre podkladovú vrstvu malej cesty. Pre ostatné riadky podkladovej vrstvy je to 50 % alebo menej. CBR platí pre vzorky namočené 4 dni. Vzorky podkladu pre dopravu nad 0,3 milióna sú na 100 % hustoty pri modifikovanom zhutnení. Ostatné sú na 95 %.

Prehľad uvádza, že Charman navrhoval tieto podklady iba pre cesty s malou dopravou. Brazília používa jemnozrnné lateritické zeminy ako podklad pre až 1 500 vozidiel denne a 5 miliónov ekvivalentných štandardných náprav (5.2). Main Roads Western Australia (MRWA, 2002) stanovuje kritériá pre podklad pod tenkým asfaltovým povrchom. CBR po namočení je 80 alebo viac a medza tekutosti 25 alebo menej. Dryback je 85 % optimálnej vlhkosti alebo menej (tabuľka 4-10).

Hrúbka lateritovej vrstvy

Prehľad AFCAP udáva kritériá pre materiál. Hrúbku vrstvy neudáva. Nenašli sme normu hrúbky, ktorá by bola špecifická pre obrusnú vrstvu z lateritu.

Príručka FHWA o štrkových cestách dáva všeobecné pravidlo pre štrk. Hrúbka závisí od počtu ťažkých nákladných vozidiel a od pevnosti podložia (tabuľka 6). Tabuľka platí pre štrk vo všeobecnosti, nie pre laterit.

Ťažké nákladné vozidlá denne	Pevné podložie (CBR nad 10)	Slabé podložie (CBR 3 alebo menej)
0 až 5	115 mm (4,5 in)	165 mm (6,5 in)
25 až 50	215 mm (8,5 in)	370 mm (14,5 in)

Príručka uvádza, že štrková cesta stráca povrchový štrk dopravou, eróziou a dažďom. Návrh musí tento úbytok počítať (A2). Ako typickú prípustnú hĺbku koľají pre cestu z kameniva udáva 25 až 50 mm (1 až 2 in). Stránka podložie pokrýva vrstvu, ktorá určuje triedu CBR.

Povrchový štrk potrebuje iný materiál než podklad. Vzorová štátna špecifikácia príručky pripúšťa pri povrchovom štrku 4 až 15 % prechádzajúcich cez sito č. 200. Index plasticity je 4 až 12. Pri podkladovom štrku pripúšťa 3 až 12 % a index plasticity 0 až 6. Plastické jemné častice viažu povrch.

Výstavba

AFCAP v časti 5.2 uvádza tieto postupy pre laterítové podkladové vrstvy:

Zhutňovať pri takmer optimálnej vlhkosti. Laterit zhutnený pod optimálnou vlhkosťou často dá zlý povrch a nedosiahne svoju pevnosť.
Zhutňovať na vysoký stupeň. Vysoký stupeň zhutnenia zachová pevnosť, keď je laterit mokrý.
Nechať štrk s nízkou plasticitou asi jeden deň odležať po pridaní vody. Lateritické piesky môžu potrebovať 4 alebo 5 dní.
Rozbiť veľké časti konkrečného laterítu mriežkovým valcom. Pokladacie stroje pracujú zle, lebo oddeľujú hrubé a jemné častice.
Tvarovať vrch pre odvodnenie. Nanesenie tesniacej vrstvy odložiť, kým je podklad suchý a povrch pevný. To môže trvať 1 až 2 mesiace.

Laterit na letisku

Žiadny text od ICAO, EASA ani FAA, ktorý sme čítali, laterit nespomína. Nenašli sme pre neho letiskovú špecifikáciu. Položka FAA P-209, drvená kamenivová podkladová vrstva, má tieto limity (AC 150/5370-10H, 209-2.1):

Strata podľa Los Angeles 45 % alebo menej.
Najmenej 90 % častíc s dvoma lomovými plochami a 98 % s jednou.
Medza tekutosti jemného kameniva 25 alebo menej a index plasticity 5 alebo menej.

Tieto limity sú prísnejšie ako cestné kritériá vyššie. Vrstva z lateritu na letiskovej vozovke preto potrebuje vlastné inžinierske odôvodnenie. Potrebuje aj správu o pevnosti. Pre lietadlá 5 700 kg alebo menej žiada ICAO Annex 14 (2.6.8) najvyššiu prípustnú hmotnosť lietadla a tlak v pneumatikách. Príkladom je 4 800 kg/0,60 MPa. Nad 5 700 kg sa používa metóda ACR-PCR (2.6.2).

Stránka vozovka pokrýva vrstvy letiskovej vozovky.

Často kladené otázky

Čo je laterit vo vozovke?

Laterit je tropická pôda bohatá na oxidy železa a hliníka, ktorú stavbári ciest používajú ako štrk vo vrstvách vozovky. Vzniká pokročilým zvetrávaním. Prehľad AFCAP sa venuje jeho použitiu v podkladovej vrstve a v pododklade ciest.

Aká je štandardná hrúbka obrusnej vrstvy z lateritu?

Žiadny zdroj, ktorý sme preskúmali, neudáva hrúbku obrusnej vrstvy z lateritu. Hrúbka štrkovej vrstvy závisí od dopravy a pevnosti podložia. Príručka FHWA o štrkových cestách obsahuje katalóg z Južnej Dakoty. Pri 5 ťažkých nákladných vozidlách denne alebo menej na pevnom podloží udáva 115 mm (4,5 in). Pri 25 až 50 nákladných vozidlách denne na slabom podloží udáva 370 mm (14,5 in).

Môže sa laterit použiť ako podkladová vrstva vozovky?

Áno, za podmienok. Prehľad AFCAP uvádza podkladové vrstvy z lateritu, ktoré dobre fungujú na cestách s malou a veľkou dopravou v Angole, Botswane, Keni, Malawi, Mozambiku, Zambii a Zimbabwe. Tieto materiály často neprejdú tradičnými limitmi, preto tieto cesty používajú špecifikácie napísané pre laterit.

Aké CBR potrebuje podkladová vrstva z lateritu?

Charman (1988), ako ho uvádza prehľad AFCAP, udáva CBR po namočení najmenej 45 % pre podkladovú vrstvu malej cesty. Pre 0,3 až 1 milión ekvivalentných štandardných náprav je to najmenej 65 % a pre 1 až 3 milióny najmenej 80 %. Pododklad potrebuje najmenej 25 %. Tradičné minimum pre podkladovú vrstvu je 80 %.

Je laterit to isté ako lateritická zemina alebo plintit?

Nie, ale pojmy sa prekrývajú. Prehľad AFCAP definuje laterit ako materiál s najmenej 50 % oxidov železa a hliníka ako spojiva. Lateritická zemina ich má asi 20 až 50 %. Plintit je pedologický pojem, ktorý nahradil laterit. Stavbári ciest používajú lateritický materiál ako všeobecný pojem pre všetky tri.

Prečo laterit neprejde štandardnými skúškami cestných materiálov?

Jeho častice sú pórovité a zrnitosť má medzery. Prehľad uvádza, že laterity často majú index plasticity 15 až 20 a CBR po namočení pod štandardným minimom 80 %. Pórovité častice zvyšujú každé meranie obsahu vlhkosti vrátane Atterbergových medzí. Laboratórna príprava vzoriek navyše rozbíja zhluky, ktoré na ceste zostávajú celé.

Povoľujú ICAO, EASA alebo FAA laterit na letisku?

Žiadny text od nich, ktorý sme čítali, laterit nespomína. Položka FAA P-209, drvená kamenivová podkladová vrstva, obmedzuje index plasticity jemného kameniva na 5. Obmedzuje stratu hrubého kameniva na 45 % pri skúške Los Angeles. Vrstva z lateritu na letiskovej vozovke preto potrebuje vlastné inžinierske odôvodnenie.

Toto je referenčný záznam. TarmacView poskytuje služby dronovej inšpekcie a nepredáva vybavenie ani materiály opísané v tomto slovníku.

Čo je laterit?