Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные литые и асфальтобетоны

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра автомобильных дорог и мостов

СМЕСИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ, ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ, ЛИТЫЕ И АСФАЛЬТОБЕТОНЫ

Методические указания к лабораторным работам

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2012

3

4

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СМЕСЯМ

1.1. Термины и определения

Асфальтобетонная смесь – это рационально подобранная смесь минеральных материалов [щебня (гравия) и песка с минеральным порошком или без него] с битумом, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии.

Асфальтобетон – это уплотненная асфальтобетонная смесь.

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) –

рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом состоянии.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) – уплот-

ненная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь. Стабилизирующая добавка – вещество, оказывающее стаби-

лизирующее влияние на ЩМАС и обеспечивающее устойчивость ее к расслаиванию.

Литая асфальтобетонная смесь – рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка, минеральных порошков) с полимерно-битумным вяжущим. Представляет собой горячую пластичную смесь, с высокой плотностью вещества.

Литой асфальтобетон – застывшая в процессе охлаждения и сформировавшаяся в покрытии литая асфальтобетонная смесь.

1.2. Классификация асфальтобетонных смесей

Асфальтобетонные смеси (далее – смеси) и асфальтобетоны

взависимости от вида минеральной составляющей подразделяют:

–на щебеночные;

–гравийные;

–песчаные.

5

Смеси в зависимости от вязкости используемого битума и температуры при укладке подразделяют:

–на горячие, приготовляемые с использованием вязких и жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее 120 °С;

–холодные, приготовляемые с использованием жидких нефтяныхдорожныхбитумовиукладываемыестемпературойнеменее5 °С.

Горячие смеси и асфальтобетоны в зависимости от наибольшего размера минеральных зерен подразделяют:

–на крупнозернистые с размером зерен до 40 мм;

–мелкозернистые с размером зерен до 20 мм;

–песчаные с размером зерен до 5 мм.

Холодные смеси подразделяют: намелкозернистые ипесчаные.

Асфальтобетоны из горячих смесей в зависимости от величины остаточной пористости подразделяют на следующие виды:

–высокоплотные с остаточной пористостью от 1,0 до 2,5 %;

–плотные с остаточной пористостью свыше 2,5 до 5,0 %;

–пористые с остаточной пористостью свыше 5,0 до 10,0 %;

–высокопористые с остаточной пористостью свыше 10,0 до

18,0 %.

Асфальтобетоны из холодных смесей должны иметь остаточную пористость свыше 6,0 до 10,0 %.

Щебеночные и гравийные горячие смеси и плотные асфальтобетоны в зависимости от содержания в них щебня (гравия) подразделяют на следующие типы:

–тип А с содержанием щебня (гравия) свыше 50 до 60 %;

–тип Б с содержанием щебня (гравия) свыше 40 до 50 %;

–тип В с содержанием щебня (гравия) свыше 30 до 40 %. Высокоплотные горячие смеси и асфальтобетоны должны со-

держать щебня свыше 50 до 70 %.

Высокопористые асфальтобетонные смеси подразделяют на высокопористые щебеночные и высокопористые песчаные.

6

Щебеночные и гравийные холодные смеси и асфальтобетоны в зависимости от содержания в них щебня (гравия) подразделяют на типы Бх и Вх.

Горячие и холодные песчаные смеси и асфальтобетоны в зависимости от вида песка подразделяют на следующие типы:

–Г и Гх – на песках из отсевов дробления, а также на их смесях с природным песком при содержании последнего не более 30 % по массе;

–Д и Дх – на природных песках или смесях природных песков

сотсевами дробления присодержаниипоследнихменее70 % помассе. Высокоплотные горячие смеси и соответствующие им асфаль-

тобетоны содержат щебень свыше 50 до 70 %.

Смеси и асфальтобетоны в зависимости от показателей фи- зико-механических свойств и применяемых материалов подразде-

ляют на марки, указанные в табл. 1.1.

Таблица 1.1

7

1.2.1. Классификация щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей

Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси (далее – смеси) и щебеночно-мастичный асфальтобетон (далее – асфальтобетон) в зависимости от крупности применяемого щебня подразделяют на виды:

–ЩМА 20 – с наибольшим размером зерен до 20 мм;

–ЩМА 15 – с наибольшим размером зерен до 15 мм;

–ЩМА 10 – с наибольшим размером зерен до 10 мм.

1.2.2. Классификация литых асфальтобетонных смесей

В зависимости от назначения литые смеси подразделяют на пять типов:

• I и II типы – для строительства и капитального ремонта асфальтобетонных покрытий на автомагистралях I и II технических категории, скоростных дорогах, магистралях общегородского

ирайонного значения.

•III тип – для строительства оснований дорожных одежд на дорогах I и II технических категорий, а также городских дорогах.

•IV тип – для строительства покрытий тротуаров, а также полов и стяжек в промышленных предприятиях.

•V тип – для текущего ремонта дорожных асфальтобетонных покрытий.

1.3. Технические требования для подбора смесей

Состав асфальтобетонной смеси подбирают в три этапа:

1.Определяют качество минеральных материалов и битумов

исоответствие их установленным требованиям.

2.Устанавливают соотношение минеральных материалов, обеспечивающих оптимальную плотность.

3.Определяют содержание битума, обеспечивающее асфальтобетону требуемые характеристики.

8

1.4. Расчет состава асфальтобетонной смеси

Расчет заключается в подборе рационального соотношения между составляющими асфальтобетонную смесь материалами.

Широкое распространение получил метод расчета по кривым плотных смесей. Наибольшая прочность асфальтобетона достигается при максимальной плотности минерального состава, оптимального количества битума и минерального порошка.

Между зерновым составом минерального материала и плотностью существует прямая зависимость. Оптимальными будут составы, содержащие зерна различного размера, диаметры которых уменьшаются в два раза.

где d1 – наибольший диаметр зерна, устанавливаемый в зависимости от типа смеси;

d2 – наименьший диаметр зерна, соответствующий пылеватой

фракции, и минерального порошка (0,004…0,005 мм). Размер зерен согласно предыдущему уровню:

Соотношение соседних фракций по массе

где k – коэффициент сбега.

9

Величина, показывающая, во сколько раз количество последующей фракции меньше предыдущей, называется коэффициентом сбега. Наиболее плотная смесь получается при коэффициенте сбега 0,8, но такую смесь трудно подобрать, поэтому, по предложению Н.Н. Иванова, коэффициент сбега k принят от 0,7 до 0,9.

Зная размеры фракций, их количество и принятый коэффициент сбега (например 0,7), составляют уравнения вида, представленного в табл. 1.2.

фракции y1 , легко определить y2 , y3 и т.д.

На основании полученных данных строят предельные кривые, соответствующие принятым коэффициентам сбега. Составы, рассчитанные по коэффициенту сбега 0,9, содержат повышенное количество минерального порошка, а при k < 0,7 – уменьшенное количество минерального порошка.

10