Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

415

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
486.3 Кб
Скачать

Федеральноеагентствопообразованию Сибирскаягосударственнаяавтомобильно-дорожнаяакадемия

(СибАДИ)

Кафедрастроительныематериалыиспециальныетехнологии

ЗАПОЛНИТЕЛИ

ДЛЯ ДОРОЖНОГО

АСФАЛЬТОБЕТОНА

Методические указания к лабораторной работе

Составитель Г.И.Надыкто

Омск Издательство СибАДИ

2008

УДК 625.855.3 ББК 26.325.38

Рецензентканд.техн.наук, доцентВ.Г.Степанец

Работа одобрена научно-методическим советом специальности факультета АДМ в качестве методических указаний для проведения лабораторной работы по специальностям

270205, 270113,080502.

Заполнители для дорожного асфальтобетона: Методические указания к лабораторной работе/Сост. Г.И.Надыкто.– Омск:Изд-воСибАДИ, 2008. – 40 с.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 270205, 270113, 080502при проведении лабораторной работы подисциплине«Материаловедение.Технология конструкционных материалов» и содержат технические требования и методы испытания заполнителей для асфальтобетонов.

При составлении методических указаний использованы действующие нормативнотехническиедокументы.

Табл. 16. Ил. 7.Библиогр.: 10назв.

©Составитель Г.И.Надыкто, 2008

2

Введение

Качество асфальтобетонов для дорожных и аэродромных покрытий во многом определяется свойствами входящих в его состав компонентов, в том числе подбором крупных и мелких заполнителей, которые занимают в асфальтобетоне до 80% объема и на которые приходится 30–60% его стоимости. По размерам зерен заполнители подразделяются на мелкие и крупные. Мелкий заполнитель – природный или дробленый песок или их смесь с размером зерен 0,16 ... 5 мм. Крупный заполнитель, с размером зерен более 5 мм, подразделяют на гравий с зернами окатанной формы и щебень – угловатой.

Существенной особенностью асфальтобетона является зависимость его физико-механических свойств от структуры, которая, согласно современным представлениям [1], определяется количеством и качеством зернистых минеральных составлявших, взаимным расположением зерен и характером связей между ними. Это не исключает влияния на его свойства других структурных факторов, таких как вид, крупность, характер поверхности минеральных зерен, их минералогический состав.

Учитывая особенности структурообразования асфальтобетонов, была разработана классификация и терминология типов двухкомпонентных структур асфальтобетонов и других искусственных строительных конгломератов [2]:

базальная структура: образуется при большом объеме цементирующего вещества, заполняющего межзерновое пространство минеральных частиц и раздвигающего их настолько, что зерна не соприкасаются;

поровая структура: образуется при заполнении цементирующим веществом межзерновых пустот каркаса из минеральных зерен;

контактная структура: образуется при незначительном количестве цементирующего вещества, распределенного по поверхности минеральных зерен в виде пленок. Минеральные зерна образуют каркас, межзерновое пространство которого не заполнено;

порово-базальная и контактно-поровая: переходные типы структур, в

которых имеются области, образованные по типу той или иной структуры. Это позволяет, учитывая сложность структуры асфальтобетона, вытекающую из многообразия составляющих материалов и различия их свойств, рассматривать многокомпонентную систему асфальтобетона как комплекс взаимосвязанных простых двухкомпонентных структур типа

фаза – среда:

микроструктура – структура асфальтовяжущего, являющегося суспензией минерального порошка (фазы) в битуме (среде);

3

мезоструктура – структура асфальтового раствора, представленного песчаными зернами (фазой) в асфальтовяжущем (среде);

макроструктура – структура асфальтобетона, представленного зернами щебня или гравия (фазой) в асфальтовом растворе (среде).

Свойства асфальтобетона определяются свойствами и соотношением составляющих его бинарных систем, степенью насыщения их основными структурообразующими компонентами, входящими в каждую из структурных составляющих асфальтобетона и определяющих их свойства и характер: в структуре асфальтовяжущего – это минеральный порошок, в мезоструктуре – песок, в макроструктуре – щебень (гравий).

Действующий ГОСТ 9128 [3] предусматривает деление асфальтобетонов на типы в зависимости от содержания в них структурообразующих компонентов щебня (гравия) и песка. Зерновые составы минеральной части асфальтобетона типа А, Б и В с учетом структурных особенностей асфальтобетона в зависимости от содержания в нем щебня. В малощебенистых смесях типа В с содержанием щебня (гравия) от 30 до 40 % щебень не является структурообразующим элементом и играет роль обычного заполнителя, распределенного в растворной части. При такой макроструктуре асфальтобетона, обычно называемой базальной, главными показателями, определяющими долговечность асфальтобетона, являются морозостойкость и сцепление щебня с растворной частью.

Увеличение содержания щебня выше 40 % и переход от базальной макроструктуры к поровой (тип Б), а затем контактной (тип А) сопровождается изменением условий работы щебня и его напряженного состояния. В этом случае зерна щебня все больше подвергаются воздействию сосредоточенных нагрузок. Процессы структурообразования в поровой макроструктуре асфальтобетона при повышении концентрации щебня (гравия) сопровождаются дальнейшим увеличением предельного напряжения сдвига системы за счет увеличения плоскостей скольжения и их шероховатости. Следствием этого является основное назначение щебня (гравия) в асфальтобетоне, которое заключается в формировании жесткого пространственного каркаса, обеспечивающего сдвигоустойчивость асфальтобетона [4].

В песчаных асфальтобетонах типа Г и Д по ГОСТ 9128 роль минерального каркаса выполняют зерна песка. Интенсивность нарастания или понижения прочности мезоструктуры зависит от свойств песчаной составляющей. Так, прочность асфальтового раствора и значение структурообразующей концентрации песка в значительной степени зависят от крупности зерен, степени их окатанности, удельной поверхности, пористости и химико-минералогических свойств поверхности [5]. Пески, имеющие остроугольную форму зерен и шероховатую поверхность,

4

интенсивно повышают величину предельного напряжения сдвига асфальтобетона.

Таким образом, учитывая важную роль крупных и мелких заполнителей в асфальтобетонах, они должны отвечать ряду требований предъявляемых ГОСТ 9128.

Для асфальтобетонных смесей применяют щебень, полученный дроблением массивных горных пород, валунного камня, крупного гравия и нераспадающихся металлургических шлаков. Допускается использование природного гравия без его дробления. В асфальтобетонах используются заполнители из плотных горных пород (в том числе попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и некондиционных отходов горных предприятий) и отходов промышленного производства (в том числе из шлаков черной и цветной металлургии и тепловых электростанций) со средней плотностью зерен от 2000 до 3000 кг/м3 [3,6-7].

Испытание заполнителей производят в соответствии с действующими стандартами [8,9].

Настоящие методические указания включают сведения и методику, относящиеся к плотным заполнителям естественного происхождения.

Тема «Заполнители для дорожного асфальтобетона» рассчитана на два четырехчасовых лабораторных занятия. На первом лабораторном занятии проводятся определение физических свойств сырьевого материала, например, гранита в соответствии с методическими указаниями по теме «Определение показателей физических свойств строительных материалов» [10]; на втором – испытание крупного и мелкого заполнителей для асфальтобетона. В конце каждого занятия проводится проверка знаний по контрольным вопросам.

5

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.Пробы (см. прил.1) взвешивают с погрешностью до 0,1 % массы, если в стандарте на щебень (гравий) или песок не даны другие указания.

2.Пробы, образцы и навески в воздушно-сухом состоянии (состоянии естественной влажности) высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре (105±5) °С до тех пор, пока разница между результатами двух последовательных взвешиваний будет не более 0,1 % массы навески. Каждое последующее взвешивание проводят после высушивания в течение не менее 1 ч и охлаждения не менее 45 мин.

3.Результаты испытаний рассчитывают с точностью до второго знака после запятой, если не даны другие указания относительно точности вычисления.

4.Для определения зернового состава отдельных фракций щебня (гравия) должны применяться сита с круглыми или квадратными отверстиями на круглых или квадратных обечайках с диаметром или стороной не менее 300 мм. Стандартный набор сит для щебня (гравия) должен включать сито с квадратными отверстиями размером 1,25 мм по ГОСТ 6613 и сита с круглыми отверстиями диаметрами 2,5; 5(3); 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50 мм. Стандартный набор сит для песка включает сита с круглыми отверстиями диаметрами 10; 5 и 2,5 мм и сита проволочные со стандартными квадратными ячейками № 1,25; 063; 0315; 016; 005 по ГОСТ 6613 (рамки сит круглые или квадратные с диаметром или боковой стороной не менее 100 мм).

5.Испытания на сжатие образцов горной породы или щебня (гравия) на дробимость в цилиндре должны проводиться на гидравлических прессах по ГОСТ 28840.

Предельная нагрузка пресса Рmax должна быть такой, чтобы ожидаемое значение максимального усилия в процессе испытания укладывалось на

шкале пресса от 0,3 до 0,8 Рmax .

6.Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (20±5) °С. Перед началом испытания горная порода, щебень (гравий)

ивода должны иметь температуру, соответствующую температуре воздуха в помещении.

7.Воду для проведения испытаний применяют по ГОСТ 23732, если в стандарте не даны указания по использованию дистиллированной воды или других жидкостей.

8.При использовании в качестве реактивов опасных (токсичных, едких) веществ следует руководствоваться требованиями безопасности, изложенными в нормативных и технических документах на эти реактивы.

9. Для испытаний (измерений)

допускается

использование

аналогичного импортного оборудования.

 

 

6

Применяемые для испытаний средства измерений и испытательное оборудование, в том числе импортного производства, должны быть поверены, откалиброваны и аттестованы по ГОСТ 8.513, ГОСТ 8.326,

ГОСТ 24555.

Нестандартные средства контроля должны пройти метрологическую аттестацию в соответствии с требованиями ГОСТ 8.326.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КРУПНЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЯМ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Применяют щебень и гравий фракций от 5 до 10 мм, свыше 10 до 20(15) мм, свыше 20(15) до 40 мм, а также смеси указанных фракций.

Содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм) в щебне и гравии в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости должно соответствовать указанному в табл. 1 [6].

 

Таблица 1

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне и гравии

 

 

 

Вид породы и марка по дробимости щебня и

Содержание пылевидных и

гравия

глинистых частиц

 

Щебень из изверженных и метаморфических

 

 

пород марок:

 

 

Св. 800

1

 

Св. 600 до 800 включ.

1

 

Щебень из осадочных пород марок:

 

 

От 600 до 1200 включ.

2

 

200, 400

3

 

Щебень из гравия и валунов и гравий марок:

 

 

1000

1

 

800

1

 

600

2

 

400

3

 

Примечания. Допускается в щебне марок по дробимости 800 и выше из

 

изверженных, метаморфических и осадочных пород увеличение на 1 % содержания

 

пылевидных частиц при следующих условиях: – если при геологической разведке

 

месторождения установлено отсутствие в исходной горной породе глинистых и

 

мергелистых включений и прослоев; – при предъявлении предприятием-

 

изготовителем заключения специализированной лаборатории об отсутствии

 

глинистых минералов в составе частиц размером менее 0,05 мм.

 

Оценку качества и пригодности щебня (гравия) для асфальтобетона заданного вида, типа и марки дают на основании табл. 2 по данным их

7

 

 

 

 

Показатели прочности и морозостойкости щебня и гравия

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение показателя для смесей марок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горячие

 

Холодные

Пористые

 

Горячие

 

Холодные

Порис-

Горячие

 

 

типов

 

 

типов

и

 

 

типов

 

типов

тые и

типов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высоко-

 

 

 

 

 

 

 

 

высоко-

 

 

 

 

 

Высоко-

 

Б

 

Бх

 

Вх

А

 

Б

 

В

Бх

 

Вх

Б

 

В

 

 

плотный,

 

 

 

пористые

 

 

 

пористые

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марка, не ниже по дробимости

 

 

 

 

 

 

 

 

а) щебня из извер-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

женных и метамор-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фических пород

 

1200

 

1200

 

1000

 

800

800

1000

 

1000

 

800

800

 

600

600

800

 

600

б) щебня из осадоч-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных горных пород

 

1200

 

1000

 

800

 

600

600

1000

 

800

 

600

600

 

400

400

600

 

400

в) щебня из метал-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лургического шлака

 

 

 

1200

 

1000

 

1000

800

1200

 

1000

 

800

800

 

600

600

800

 

600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) щебня из гравия

 

 

 

1000

 

1000

 

800

600

1000

 

800

 

600

800

 

600

400

600

 

400

д) гравия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

800

 

600

400

600

 

400

 

 

 

 

 

 

 

Марка, не ниже по истираемости

 

 

 

 

 

 

 

 

а) щебня из извер-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

женных и метамор-

 

И1

 

И1

 

И2

 

И3

Не

И2

 

И2

 

И3

И3

 

И4

Не

И3

 

И4

фических пород

 

 

 

 

 

 

 

 

норм.

 

 

 

 

 

 

 

 

норм.

 

 

 

б) щебня из осадоч-

 

 

 

 

 

 

 

 

Не

 

 

 

 

 

 

 

 

Не

 

 

 

ных горных пород

 

И1

 

И2

 

И2

 

И3

норм.

И1

 

И2

 

И3

И3

 

И4

норм.

И3

 

И4

в) щебня из гравия

 

 

 

 

 

 

 

 

Не

 

 

 

 

 

 

 

 

Не

 

 

 

и гравия

 

 

 

И1

 

И1

 

И2

норм.

И1

 

И2

 

И3

И2

 

И3

норм.

И3

 

И4

 

 

 

 

 

 

Марка, не ниже по морозостойкости

 

 

 

 

 

 

 

а) дорожно-клима-

 

F50

 

F50

 

F50

 

F50

F25

F50

 

F50

 

F25

F25

 

F25

F15

F25

 

F25

тических зон , ,

 

 

 

 

 

 

 

 

б) дорожно-клима-

 

F50

 

F50

 

F25

 

F25

F25

F50

 

F25

 

F15

F15

 

F15

F15

F15

 

F15

тических зон ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

испытаний с учетом категории дороги и конструкции дорожной одежды [3]. Содержание глины в комках не должно быть более указанного в табл. 3 [6]. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне и гравии, в % по массе, должно быть не более

[3]:

для смесей типов А и высокоплотных – 15;

для смесей типов Б, Бх

25;

для смесей типов В, Вх

35.

 

Таблица 3

Содержание глины в комках

 

 

 

Марка по дробимости щебня и гравия

Содержание глины в комках, % массы

Щебень из изверженных, осадочных и

 

 

метаморфических пород марок:

 

 

400 и выше

0,25

 

300, 200

0,5

 

Щебень из гравия и валунов, гравий

 

 

марок 1000, 800, 600, 400

0,25

 

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕЛКИМ ЗАПОЛНИТЕЛЯМ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Песок в зависимости от значений нормируемых показателей качества (зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц) подразделяют на два класса.

I класс - очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний и мелкий;

II класс - очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.

В зависимости от зернового состава песок подразделяют на группы по крупности. Каждую группу песка характеризуют значением модуля крупности, указанным в табл. 4.

 

Таблица 4

Зависимость группы песка от его модуля крупности

 

 

Группа песка

Модуль крупности Мк

1

2

Очень крупный

Свыше 3,5

Повышенной крупности

От 3,0 до 3,5

Крупный

От 2,5 до 3,0

Средний

От 2,0 до 2,5

Мелкий

От 1,5 до 2,0

Очень мелкий

От 1,0 до 1,5

9

Продолжение табл. 4

1

2

Тонкий

От 0,7 до 1,0

Очень тонкий

До 0,7

Полный остаток песка на сите с сеткой N 063 должен соответствовать значениям, указанным в табл. 5.

 

Таблица 5

Полный остаток песка на сите с сеткой N 063

 

 

Группа песка

Полный остаток на сите N 063, % массы

 

 

Очень крупный

Свыше 75

Повышенной крупности

От 650 до 75

Крупный

От 45 до 65

Средний

От30 до 45

Мелкий

От 10 до 30

Очень мелкий

До 10

Тонкий

Не нормируется

Очень тонкий

Не нормируется

Примечание. По согласованию предприятия-изготовителя с потребителем в песке класса II допускается отклонение полного остатка на сите N 063 от вышеуказанных, но не более чем на +/-5%.

Содержание зерен крупностью св. 10, 5 и менее 0,16 мм не должно превышать значений, указанных в табл. 6.

 

 

 

Таблица 6

Содержание зерен крупностью св. 10, 5 и менее 0,16 мм

 

 

 

 

Класс и группа песка

Содержание зерен крупностью, % массы

 

Св. 10 мм

Св. 5 мм

Менее 0,16 мм

 

 

 

 

 

I класс

 

 

 

 

 

 

Повышенной крупности,

0,5

5

5

крупный и средний

 

 

 

Мелкий

0,5

5

10

 

 

 

 

 

II класс

 

 

 

 

 

 

Очень крупный и повышенной

5

20

10

крупности

 

 

 

Крупный и средний

5

15

15

 

 

 

 

Мелкий и очень мелкий

0,5

10

20

 

 

 

 

Тонкий и очень тонкий

Не допускается

Не нормируется

 

 

 

 

Для приготовления асфальтобетонных смесей используют природные пески и пески из отсевов дробления горных пород, соответствующих требованиям ГОСТ 8736. Рекомендуется использовать крупные или средние пески.

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]