книги из ГПНТБ / Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие

где dManc — наибольший размер зерен в смеси в мм; du іа — наимень­ ший размер зерен в смеси, равный 0,005 мм.

Зная содержание в смеси первой фракции, последовательным умножени­ ем содержания каждой фракции на коэффициент сбега определяют содержа­ ние всех последующих фракций с точностью до 0,1 %■ Убедившить, что сум­ марное содержание всех последующих фракций равно или близко за счет округлений к 100% (±1% ), по полученным значениям, представляющим со­ бой частные остатки, подсчитывают с точностью до 1 % значения полных остатков для данного коэффициента сбега. Аналогично определяют полные остатки при втором предельном коэффициенте сбега Яг. Результаты расчета записывают по форме (табл. 56) ч строят кривые в прямоугольных коорди­ натах для двух коэффициентов сбега, откладывая по оси ординат полные остатки в обычном масштабе, а по оси абсцисс— размеры зерен в логариф­ мическом масштабе. Расстояние между точками, ограничивающими размер фракций, уменьшающихся вдвое, принимается одинаковым, равным т.

остатки на ситах, размер отверстий которых зависит от размера максималь­ ных по крупности зерен.

Для практического использования метода необходимо перейти к стан­

4>

где X— расстояние от точки, обозначающей максимальный размер отвер­

стия сита, найденного расчетом, до точки, соответствующей размеру реаль- , ного сита, в мм; т — принятое расстояние между точками, соответствующими размерам отверстий сит, последовательно уменьшающимся вдвое, в мм; d e —г ближайший к стандартному большой размер отверстия в мм; dx — размер от-

201

202

/

зерсТ'ИЯ с та н д а р тн о го сита, м есто п о л о ж е н и е к о т о р о го на ш ка ле сит оп реде ­ л я е тся в мм.

После нанесения точек, соответствующих размерам отверстий стандартных сит, пользуясь имеющимися на графике предельными кривыми, определяют пределы полных остатков на стандартных ситах.

Рекомендуемые зерновые (гранулометрические) составы ми­ неральной части асфальтобетонных смесей, рассчитанные по описанной методике, и ориентировочное содержание в них би­ тума в % по массе приведены в табл. 57.

Рис. 81. Предельные кривые плотной среднезернистой смеси

^ м а к с ^ З б ММ)

Р ом еро/ omSepcnnj/s сит Й т

Дальнейший расчет состава минеральной части асфальтобе­ тонный смесей заключается в том, чтобы на основании извест­

ных гранулометрических составов исходных минеральных со­ ставляющих— щебня, песка и минерального порошка — устано­ вить их соотношение, обеспечивающее такое содержание полных остатков на соответствующих ситах, которое отвечало бы преде­ лам, рекомендуемым в зависимости от вида смеси в табл. 57.

Пример расчета минеральной части среднезернистой горячей смеси типа Б по нормируемым таблицами пределам. Заданы гра­

20

Расчет удобно вести при помощи табл. 59. В разделе 1 (по го­ ризонтали) таблицы записывают гранулометрический состав ис­ ходных минеральных материалов, выраженный в полных остат­ ках на ситах, в %. В разделе 2 записывают рекомендуемые ^пре­ делы полных остатков, которые для горячей среднезернистой ас­ фальтобетонной смеси типа Б приведены в табл. 57. В разделе 3

повторяют перечень материалов, принятых для расчета, и указы­ вают долевое содержание в смеси каждого материала, выбран­ ное так, чтобы сумма полных остатков всей смеси на каждом си­ те (раздел 4) не выходила за пределы рекомендуемых полных остатков.

Фактические полные остатки материалов смеси на каждом из сит определяют с точностью до 0,1% умножением долевого со­ держания каждого материала на полный остаток, записанный В'

графе 1:

П Оф= До п о,

204

содержание зерен крупнее 5 мм, определяет тип гранулометрии асфальтобетона. Сумма полных остатков на сите с размером от­ верстий 5 мм для асфальтобетона типа Б должна быть равна в соответствии с рекомендуемыми пределами 35—50%, а содержа­ ние зерен мельче 0,071 м м — в пределах б—10%. Учитывая роль

этих -составляющих асфальтобетона, их долевое содержание сле­ дует назначать в первую очередь.

Основное содержание зерен крупнее 5 мм содержится во фракциях 15—25 и 5—15 мм. Долевое содержание крупного

щебня нужно назначить так, чтобы получить полный остаток на сите с размером отверстий 20 мм, не превышающий 5%-

При долевом содержании щебня, равном 0,15, полные остат­ ки зерен крупного щебня на каждом сите составят: 0,15-3 = =0,45% ; 0,15-33% = 5 % ; 0,15-95% = 14,3%; 0,15-100% = 15%. Полные остатки на всех ситах заносят в раздел 3. Далее опре­ деляют долевое содержание мелкого щебня, необходимое для того, чтобы в сумме с долей крупного щебня 15% полный оста­ ток на сите с размером отверстий 5 мм был 35—50%. Полный ос­ таток щебня 5—15 мм на сите 5 мм из этих условий должен быть 20—35%. Исходя из этого, долевое содержание мелкого щебня

будет равно: Д = —^ =0,21. Минимальное значение полного

95%

остатка принято с учетом того, что некоторое количество зерен крупнее 5 мм -содержится в высевках. Вычисленные при этом долевом1содержании мелкого щебня полные остатки на осталь­ ных ситах (0,21-5=1,05; 0,21-55=11,5; 0,21 -95 = 20%) запи­ сывают в соответствующую строку раздела 3.

Фракция мельче 0,071 мм содержится как главная составная часть преимущественно в минеральном порошке, поэтому для об­ легчения расчета после «вычисления содержания щебня целесооб­ разно определить содержание в смеси минерального порошка. Для того чтобы обеспечить требуемые пределы, долевое -содер­ жание зерен мельче 0,071 мм назначают по полным проходам.

В минеральном порошке зерен крупнее 0,071 мм содержится 20%, следовательно, величина полного прохода сквозь это сито составит 100—20=80% . В соответствии с рекомендуемыми пре­ делами (табл. 59, раздел 2) полный проход на этом сите должен быть в пределах 100— (94—90) = 6 —*10%. Можно принять для данного примера требуемый проход для минерального порошка -равным 7% (меньше среднего), поскольку некоторое количество зерен этого -размера имеется в высевках, т. е. долевое содержа-

205

соответствии с этим долевым содержанием минерального порош­

Долевое содержание высевок и песка определяют по разнос­ ти 1 — (0,15+0,21+0,09) =0,55. Учитывая, что асфальтобетонные смеси типа Б применяются на дорогах высоких технических кате­ горий и что использование высевок способствует повышению сдвигоустойчивости асфальтобетона и увеличению шероховатос­ ти покрытия, долевое содержание высевок может быть назначено достаточно высоким. Для данного случая долевое содержание высевок ориентировочно может быть назначено равным 0,4. Пол­ ные остатки на ситах (0,4-2 = 0,8%; 0,4-16 = 6,4%; 0,4-35=14% ;

отвечающие этому долевому содержанию (0,15-30=4,5%; 0,15Х Х65 = 9,7%; 0,15-80=12%; 0,15-90=13,5%; 0,15-98 = 14,7%), также записывают в соответствующую строку раздела 3.

В раздел 4 записывают суммы полных остатков, получаемых путем сложения полных остатков по всем строкам раздела 3. Сравнивая результаты, полученные в разделе 4, с рекомендуемы­

ральной части смеси рекомендуемым пределам. В случае несоот­ ветствия следует несколько изменить соотношение между мине­ ральными составляющими и повторить расчет.

Поскольку соотношение между фракциями, согласно предпосылкам Н. Н. Иванова, относится к единицам объема, то при использовании материалов различной плотности, различающейся на 0,2 г/см3 и более, необходимо вносить поправки в соотношение (минеральных составляющих. Для этой цели следует определить поправочные коэффициенты

РX— Ѵдг

и более от плотности преобладающего в смеси материала, в гісм3. Результаты расчета удобно представить в табличной форме (табл. 60), в

которой должны быть указаны все используемые минеральные материалы и их плотности. В рассматриваемом примере преобладающими материалами яв­ ляются две фракции щебня и песок с близкими значениями плотности. По­ этому в знаменатель формулы для определения поправочного коэффициента следует поставить плотность щебня, равную 2,65 гісм3.

206

Подставляя в числитель плотность высевок и известнякового порошка, определяем соответствующие коэффициенты:

Определенные ранее долевые отношения каждого материала следует ум­ ножить на поправочный коэффициент, тогда сумма полученных долевых со­ держаний превысит 1. Принимая полученную сумму за 100%, определяем процентное содержание каждого материала. В принятом примере процентное содержание высевок равно:

0,44

100=42%.

1,046

Аналогичный расчет проводят для всех составляющих материалов.

В последней графе табл. 60 приведен окончательный уточненный состав минеральной части среднезернистой асфальтобетонной смеси типа Б.

Выбор оптимального количества битума

Оптимальное количество битума рассчитывают исходя из фактической пористости минеральной части а-сфальтобетонных образцов, приготовленных в лаборатории, и заданной пористости асфальтобетона, назначенной в соответствии с требованиями (табл. 54, 55). Три лабораторных образца готовят из смеси, в ко­ торой количество битума принимают на 0,3—0,5% меньше ниж­ него предела, указанного в табл. 57. Затем определяют объем­ ную массу образцов, рассчитывают или определяют плотность асфальтобетона. Требуемое количество битума определяют по формуле

Рассчитав требуемое количество битума, готовят, контроль­ ную асфальтобетонную смесь, формуют из нее три образца и оп­ ределяют остаточную пористость. Если остаточная пористость образцов контрольной смеси соответствует установленной для данного типа и вида асфальтобетона, то готовят еще одну смесь с тем же количеством битума и формуют из нее образцы в ко­ личестве, достаточном, чтобы определить все показатели физикомеханических свойств.

Обычно для определения оптимального содержания битума приготовляют три -смеси с различным содержанием битума. Среднее содержание битума должно отвечать рекомендуемому в табл. 57. Две другие смеси должны отличаться от среднего на 0,5% в большую и меньшую сторону. После этого определяют

Рис. 82. График для опреде­ ления оптимального содержа­ ния битума в смеси

*

физико-механические свойства асфальтобетонных образцов, при­ готовленных из этих смесей, и строят график (рис. 82) зависимо­ сти физико-механических свойств асфальтобетона от содержания битума. По графикам устанавливают соответствие показателей физико-механических свойств нормативам, а затем по нижним и верхним пределам показателей прочности и водонасыщения при­ нимают оптимальное количество битума.

При расчете состава холодных асфальтобетонных смесей най­ денное оптимальное количество битума уменьшают на 10—15% для предотвращения слеживаемоети.

Расчет состава асфальтобетонной смеси считают закончен­ ным, если остаточная пористость асфальтобетона находится в

208

пределах требуемой, а остальные показатели физико-механичес- ких свойств асфальтобетона удовлетворяют тіребованиям, приве­ денным в табл. 54 и 55.

§ 28. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АСФАЛЬТОБЕТОНА

(И ДЕГТЕБЕТОНА)

Физико-механические свойства определяют на образцах, тех­ нология изготовления которых зависит от вида принятой смеси

и метода испытания и состоит из этапов: приготовления сме|и и

изготовления из нее стандартных образцов.

Асфальтобетонные (дегтебетонные) смеси приготовляют в

специальной лабораторной мешалке, оборудованной обогреваю­ щим устройством, из расчета на 12—15 образцов. Порядок при­ готовления следующий.

Рис. 83. Формы для приго­ товления образцов из различ­ ных асфальтобетонных смесей

Рис. 84. Одновременное уплот­ нение трех образцов на прессе

1.Предварительно высушенные минеральные составляющие

врассчитанных количествах отвесить в металлическую чашку и нагреть до температуры, соответствующей типу смеси и марке

применяемого битума (по табл. 61).

2. К минеральным материалам добавить требуемое количест­ во предварительно обезвоженного битума, нагретого до темпера­ туры, указанной в табл. 61.

3. Смесь всех материалов перемешать вручную, а затем поме­ стить в лабораторную мешалку, где перемешивать до полного и равномерного объединения всех компонентов. Перемешивание

209

П р и м е ч а н и е . При использовании поверхностно-активных веществ температуру ■натрева «сходных материалов прм изготовлении образцов снижают на іЮ—20*С.

210