Примеры решения задач

1. Определить расход материалов для изготовления 1000 кг мастики для приклейки толя, если она состоит из 75 % дегтя и 25 % наполнителя.

Ответ: 750 кг; 250 кг.

2. Рассчитать массовый состав асфальтового раствора для покрытия тротуаров и массу битума (% от массы раствора). Для изготовления асфальтового раствора использованы: наполнитель – смесь по массе песка – 40 % и мелкого гравия – 60 %; средняя плотность смеси в уплотненном состоянии 1850 кг/м³ (1,85 кг/л), истинная плотность – 2,6 г/см³; вяжущее – асфальтовая мастика, содержащая 16 % битума, средней плотностью 2100 кг/м³ (2,1 кг/л). Мастика заполняет пустоты смеси песка и гравия с избытком в 25 % .

Решение

1) пустотность смеси наполнителей:

;

2) объем асфальтовой мастики:

V_м = 0,288 х 1,25 = 0,36 м³ на 1 м. ч. заполнителя;

V_м = 0,36 х 2,2 = 0,795 м³ на 1,85 м. ч. заполнителя;

3) состав раствора по массе: 0,795 : 1,85; 1 : 2,32;

4) объем раствора после перемешивания

;

5) расход материалов на 1 м³ раствора:

а) асфальтовой мастики: = 0,336 м³

или 336 x 2,1 = 706 кг;

б) смеси заполнителей:

= 0,93 м³ или 930 х 1 х 1,85 = 1720 кг,

в том числе:

песка: 1720 х 0,4 = 688 кг;

гравия: 1720 х 0,6 = 1032 кг;

6) средняя плотность раствора:

706 + 1720 = 2426 кг/м³;

7) содержание битума в асфальтовой мастике:

0,16 x 706 = 113 кг или по отношению к массе раствора

х 100 = 4,7 %.

3. Запроектировать состав мелкозернистого асфальтобетона, укладываемого в горячем состоянии для дорожных покрытий толщиной 4 см с интенсивным движением: R₂₀ = 4 МПа (40 кгс/см²), R₅₀ = 1 – 1,2 МПа (10 – 12 кгс/см²). Коэффициент теплозащиты 2,5 – 3,5. Удобоукладываемость 2 кг (по И.А. Рыбьеву), деформационная устойчивость более 0,99.

Для изготовления асфальтобетона предполагается использовать:

- битум R₂₀ =12,7 МПа (127 кгс/см²) при Б/П = 0,15; марка битума определяется опытным путем из разных составов Б/П;

- минеральный порошок известковой породы, проходящий через сито 0,071 – 90 %;

- песок речной кварцевый: ρ_mn. =1600 кг/м³ (1,6 кг/л); ρ_n = 2,65 г/см³; ρ_γ = 2190 кг/м³ (2,19 кг/л); V = 0,38;

- щебень гранитный, фракция 5 – 15 мм, ρ_mщ = 1360 кг/м³ (1,36 кг/л).

Решение

Расчет состава мелкозернистого асфальтобетона производится по методу проф. И.А. Рыбьева:

1) определяем расчетную нагрузку Р для максимального движения транспорта 2000 маш/сут. – 250 маш/ч, с удельным давлением β = 6,5 кг/см². Время торможения 1,5 – 2 с:

кг/см² = 1,95 МПа,

где α — коэффициент, зависящий от времени торможения; α = 0,8;

Е – коэффициент бокового расширения асфальтобетона; при температуре 50⁰ и толщине покрытии 4 см, Е = 0,4.

Таким образом, заданная прочность R₂₀ = 4 МПа обеспечит движение транспорта.

2) Расчет асфальтобетона.

Определяем:

а) количество песка по расчету заполнения объема пустот:

; ;

б) опытным путем комплексный показатель n, учитывающий характер уплотнения смеси и адгезионные свойства материалов:

,

где Rx – марка вяжущего;

R – предел прочности при сжатии по экспериментальным данным; при Б/П = 0,25, R = 8,7 МПа (87,7 кгс/см²);

в) Б/П в исходном асфальтобетоне:

,

где соответствует марке вяжущего;

R_T – заданная прочность асфальтобетона;

R_T = 4МПа (40 кгс/см²);

3) содержание вяжущего вещества в асфальтобетоне определяем опытным путем: изготавливаем несколько смесей с различным Б + П и Б/П = const = 0,72 и при

.

После испытания контрольных образцов при температуре 20° строим график и выбираем Б + П, соответствующее заданному R₂₀ = 4 МПа (40 кгс/см²). В приведенном примере Б + П = 12,5 %, отсюда состав асфальтобетона: битума – 5 %, минерального порошка – 7,5 %, песка – 28,0 %, щебня – 59,5 %.

4) изготавливаем контрольные образцы, показатели которых сравниваем с заданными в примере: R₂₀ = 4 МПа (40 кгс/см²); R₅₀ = 1,05 МПа (10,5 кгс/см²); водостойкость 0,93 %; водонасыщение 0,67 % объема; средняя плотность 2380 кг/м³.