книги из ГПНТБ / Гезенцвей, Лев Борисович. Дорожный асфальтовый бетон

для полных испытаний на каждые 50 т смеси. Проба берется

при загрузке асфальтобетонной смеси в автомобиль.

Обязательный комплекс испытаний каждой пробы включает следующие определения: объемный вес, водонасыщение, набу­ хание, временное сопротивление сжатию при температуре +50°, то же, при температуре +20°, то же, для водонасыщенньих образцов при температуре +20°.

Кроме этих испытаний, иногда производят контрольную про­ верку состава асфальтового бетона путем экстрагирования би­

тума с определением его коли­ чества и гранулометрического

то перед изготовлением образ­ цов пробу надо разогреть до температуры 160° в металлических

сосудах, в термостате или на песчаной или масляной бане (обя­ зательно непрерывно перемешивая).

Изготовляемые для испытаний образцы имеют цилиндриче­ скую форму с отношением высоты, к диаметру, равным 1.

Образцы готовятся в специальных формах (рис. 123), раз­

До загрузки смеси формы должны быть нагреты. Асфальтобетонная смесь, загружаемая в форму, равномерно

распределяется в ней и слегка штыкуется горячим ножом, а затем уплотняется гидравлическим прессом.

Для получения сопоставимых показателей, а также для по­ вышения точности последующих испытаний важно, чтобы тем-

379

пература асфальтобетонной смеси во время уплотнения была одинаковой для всех образцов. Образцы, уплотненные при бо­ лее высокой температуре, имеют более высокие показатели ме­ ханической прочности и меньшее водонасыщение.

Для того чтобы приблизить плотность образцов к той плот­ ности покрытия, которое оно приобретает с течением времени (примерно через 1—2 года после завершения строительства), принята условная величина давления, под которым прессуют образцы,—300 кг/см2.

Образцы литого асфальта (разравниваемого вручную) уп­ лотняют под давлением 50 кг/сж2. Эта цифра в значительной

мере условна, так как фактическое уплотнение литого асфальта при обычном разравнивании составляет не более 0,2 кг1см2.

При уплотнении образца под прессом необходимо обеспе­ чить двустороннее давление за счет свободного перемещения

обоих вкладышей формы. Смесь уплотняется на гидравлическом прессе. Давление постепенно доводится до 300 кг/см2 и поддер­ живается в течение 3 мин., затем нагрузка снимается и обра­ зец выдавливается из формы. Образцы с обломанными краями, ■непараллельными плоскостями и другими дефектами браку­ ются.

Количество смеси для приготовления образца определяется, исходя из объемного веса уплотненной смеси, и уточняется в процессе изготовления образцов в зависимости от фактически получаемой высоты образца.

Ориентировочно, при объемном весе 2,24 г/см?, количество смеси для одного образца составит:

для образца диаметром и высотой 50 мм—225 г;

для образца диаметром и высотой 71,4 мм—630 г; для образца диаметром и высотой 101 мм—1790 г.

При отсутствии соответствующих прессов уплотнение образ­ цов может производиться при помощи копра. Количество уда­

ров должно обеспечивать такое же уплотнение, как и на прессе

под давлением 300 кг/см2.

Для каждого конкретного случая работы копра количество

ударов проверяется сопоставлением показателей объемного ве­

са, водонасыщения и временного сопротивления сжатию образ­ цов, приготовленных путем уплотнения на прессе и копре. Если показатели тождественны, то принятое число ударов считается правильным. Следует заметить, что даже при соблюдении этих

300 кг/см2,—10—12 ударов;

для образцов литого асфальтового бетона, уплотняемого под давлением 50 к.г!см2,—4 удара.

380

При использовании копра необходимо следить за точным со­ блюдением всех условий, так как все показатели испытаний (объемный вес, водонасыщение, сопротивление сжатию) будут изменяться в зависимости от степени уплотнения образцов.

Всего для комплекса испытаний, предусмотренных ГОСТом, требуется изготовить шесть образцов.

Все приготовленные образцы нумеруются и регистрируются в лабораторном журнале.

Определение объемного веса асфальтового бетона. Объем­

ный вес асфальтового бетона определяется на стандартных об­

разцах, выдержанных после изготовления не менее 4 час. при

комнатной температуре. Объемный вес определяется по фор­

муле

из двух параллельных определений.

При расхождении их более чем на 0,2 г)смг производится

повторное определение.

Определение объемного веса минеральной смеси. Знание объемного веса минеральной смеси необходимо для определе­ ния ее пористости.

Объемный вес минеральной смеси (уплотненной) определяет­ ся по формуле

79о

То = ~- , 9o+9i

где: у — объемный вес асфальтового бетона;

^Q —количество минеральных материалов в асфальтовом

бетоне в % по весу;

q\ — количество битума в асфальтовом бетоне в % ио весу.

Определение удельного веса асфальтового бетона. Удельный

вес асфальтового бетона необходимо знать для определения ве­ личины остаточной пористости.

Удельный вес определяется по формуле

9o^i + 9i^o

381

Определение удельного веса асфальтового бетона можно произвести и экспериментально. В частности, это оказывается необходимым при определении удельного веса образцов-выру­

бок, у которых удельный вес исходных материалов неизве­ стен.

Наиболее точный способ экспериментального определения удельного веса асфальтового бетона разработан в Союз-

ДОРНИИ А. С. Колбановской. Определение производится при помощи пикнометра. В качестве пикнометрической жидкости используется вода, в составе которой имеется поверхностно­

активный смачиватель ОП-7, хорошо смачивающий гидрофоб­ ные материалы и легко проникающий в их поры.

В пикнометр или мерную колбу емкостью 250 м3 высыпают

50 г измельченного асфальтового бетона (наибольший размер кусков—10—15 мм), наливают 30 капель 50-процентного кон­ центрата ОП-7 и на одну треть объема дистиллированной воды (с температурой 20°). Затем содержимое колбы перемешивается взбалтыванием, и колба устанавливается в вакуум-прибор на

1 час при остаточном давлении 20 мм рт. ст. После заполнения колбы дистиллированной водой до черты на шейке колба вы­

держивается при атмосферном давлении (при температуре 20°)

в течение 30 мин. и взвешивается.

Удельный вес асфальтового бетона определяют по формуле

где: Р„ — вес навески в г; Рх — вес колбы с водой в г;

Р2 — вес колбы с водой и навеской в г.

Определение пористости минеральной смеси. Пористость уп­ лотненной минеральной смеси определяется по формуле (в % объема)

п0 = Л _ дфоо,

\d0 I

где: То — объемный вес уплотненной минеральной смеси; do—удельный вес минеральной смеси.

382

Определение остаточной пористости асфальтового бетона.

Остаточная пористость асфальтового бетона определяется по

формуле (в % объема)

п= fl - JO юо,

\d )

где: т — объемный вес асфальтового бетона; d—удельный вес асфальтового бетона.

Определение водонасыщаемости. Водонасыщаемость асфаль­ тового бетона характеризует его остаточную пористость и по­ зволяетсудить об избытке или недостатке в смеси битума (при правильно подобранной минеральной смеси, имеющей опти­ мальный гранулометрический состав).

Водонасыщение определяется по количеству воды, погло­ щенной образцом в условиях вакуума, и выражается в процен­ тах от первоначального веса или объема образца. Величина вакуума принимается 10—15 мм рт. ст.

Для определения водонасыщения обычно используются те

же два образца, по которым определялся объемный вес, а так­ же и показатели взвешиваний этих образцов.

Образцы помещают в сосуд с водой, имеющий температуру 18—22°, таким образом, чтобы вода их покрывала. Сосуд с об­ разцами устанавливается в вакуум-эксикатор, в котором при остаточном давлении 10—15 мм выдерживается 1,5 часа (до прекращения интенсивного выделения пузырьков воздуха из образцов). После этого сосуд вынимается из вакуум-эксикато- ра и образцы оставляются в сосуде с водой еще на 1 час при нормальном атмосферном давлении. Затем образцы вынимают, обтирают и снова взвешивают в воздухе и в воде в водонасы­ щенном состоянии. В воде их взвешивают для последующего определения набухания. Вес поглощенной образцом воды и

будет выражать степень водонасыщаемости.

Водонасыщаемость в процентах по весу определяется по формуле

где у—объемный вес асфальтового бетона.

Величина водонасыщения принимается как среднее арифме­ тическое из двух параллельных определений.

Для более точного определения водонасыщения образцы раскалывают по оси на две части для получения свежей по­ верхности излома, способствующей лучшему насыщению.

383

С этими половинками проделывают те же операции, что и с целыми образцами.

Определение набухания образцов. Величина набухания асфальтового бетона под действием воды характеризует в ос­ новном свойства минерального порошка и позволяет судить о его гидрофильности и до некоторой степени о сцеплении биту­

ма с поверхностью минеральных частиц.

Величина набухания характеризуется степенью увеличения объема образца в результате насыщения его водой в условиях вакуума.

Для определения набухания используют данные, получен­ ные при определении водонасыщения.

Величина набухания определяется разностью объема образ-

ца в водонасыщенном и сухом состоянии, отнесенной к объему сухого образца, по формуле

Д(Л — Р4) — (+1 — Рз) 1QQ

где: А — набухание, выраженное в % первоначального объема

сопротивление сжатию асфальтового бетона при разных темпе­ ратурах характеризует его механическую прочность. Обычно определяют сопротивление сжатию при +20 + 50°. Испытание

производится путем раздавливания образца на гидравлическом прессе с равномерным (без толчков) движением поршня. Для получения сопоставимых результатов при испытании образцов на временное сопротивление сжатию необходимо строго при­

держиваться одной и той же скорости движения сжимающих плоскостей пресса. Техническими нормами эта скорость приня­ та равной 3 мм/мин.

Пресс должен быть снабжен манометрами для определения нагрузок с точностью не менее 10 кг.

Временное сопротивление сжатию определяют на стандарт­ ных образцах, но выдержанных при комнатной температуре не менее 15 час. после изготовления. Перед испытанием образцы

помещают в сосуд с водой, имеющей заданную температуру

(20 или 50°), и выдерживают в течение 2 час. Требуемая тем­ пература воды все это время поддерживается с точностью до

площади образца,

384

арифметическое из двух параллельных определений. При раз­

нице в показателях двух параллельных определений более 10%

производится повторное испытание.

При определении сопротивления сжатию при +50° более точные результаты достигаются, если образцы во время раз­ давливания на прессе находятся в сосуде с водой требуемой температуры. Для этого образцы устанавливаются под пресс в плоскодонном сосуде с водой.

Кроме этих испытаний на сжатие, выясняют временное со­

противление сжатию водонасыщенных образцов, что характе­ ризует степень водоустойчивости асфальтового бетона.

Для этой цели используют образцы, по которым определя­ лось водонасыщение в условиях вакуума. Сопротивление сжа­ тию определяют так же, как и для обычных образцов.

Для получения сопоставимых результатов все описанные испытания нужно всегда производить по одной четко соблюдае­

мой методике с созданием одинаковых условий термостатиро­

вания и испытаний образцов.

Проверка состава асфальтового бетона. Состав асфальтово­

го бетона проверяется для установления точности дозирования материалов, правильного определения их расхода (в частности, битума), а в некоторых случаях для характеристики качества готового покрытия.

Проверка состава асфальтового бетона состоит из двух ос­ новных операций — определения содержания битума и грану­ лометрического состава минеральной части после экстрагирова­ ния битума.

Определение содержания битума. Содержание битума определяется путем его экстрагирования из асфальто­ вого бетона органическим растворителем — бензолом, трихлор­ этиленом, дихлорэтаном, спиртохлороформом и др. Экстрагиро­ вание битума можно осуществить в приборе А. И. Лысихиной холодным растворителем или в приборе Сокслета горячим рас­ творителем.

Экстрагирование в приборе А. И. Лысихиной (рис. 124). Навеска измельченного асфальтового бетона весом 200—300 г (взвешенная с точностью до 1 г) засыпается в пред­ варительно взвешенную U-образную трубку 1, которая плотно соединяется с капельницей 2. В нее наливается растворитель.

Другой конец U-образной трубки соединяется с колбой 3, кото­ рая при помощи резинового шланга соединена с аспиратором 4.

После этого в U-образную трубку заливается из капельницы растворитель так, чтобы он закрывал весь находящийся в ней материал, и оставляется в течение 2—3 час. Затем включением

пературе, соответствующей кипению растворителя. Остающийся

в колбе битум просушивается при температуре 100—105° до по­

стоянного веса.

Содержание битума в процентах от веса минеральной час­ ти определяют по формуле

Б100,

Чз — 4t

где: <71—вес колбы с битумом после высушивания до постоян­

Сокслета (рис. 125) состоит из цилиндрического сосуда 1, имею­ щего сифонную трубку 2 и трубку 3, колбы 4 и обратного хо­ лодильника 5.

Испытуемый образец измельченного асфальтового бетона (куски не должны быть крупнее 15 мм) засыпается в патрон, изготовленный из фильтровальной бумаги, и сверху закрывает­ ся ватой. Патрон 6 с содержимым взвешивается с точностью

386,

до 0,01 г и вставляется в цилиндрический сосуд (экстрактор).

При этом патрон должен быть на 1—2 см выше уровня сифон­

ной трубки 2.

В колбу 4 заливается растворитель на две трети ее объема.

<7г — вес патрона с навеской асфальтового бетона до экст­ рагирования битума в а;

<7з — вес патрона с минеральной частью после экстрагиро­ вания и высушивания в г.

Экстракт из колбы переводится в другую чистую и предва­ рительно взвешенную колбу. Остающийся на дне колбы 4 ми­ неральный осадок представляет собой частицы, вымытые из асфальтового бетона в процессе экстрагирования.

Этот минеральный осадок промывается чистым растворите­ лем, после чего переводится в предварительно взвешенную фарфоровую чашку, затем из чашки выпаривается оставшийся в ней растворитель. После просушивания чашки с минераль­ ным остатком она снова взвешивается. Приращение веса чаш­ ки дает искомый вес минерального остатка, который для точ­

ляется рассевом на стандартных ситах просушенного минераль­ ного остатка после экстрагирования битума.

Глава 23. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОГО

ПОКРЫТИЯ

В процессе строительства асфальтобетонных покрытий дол­

жен осуществляться систематический технический контроль ка­ чества выполняемых работ. Контроль необходимо организовать так, чтобы каждый этап работы был соответствующим образом освидетельствован. При этом необходимо проверять: соответ­ ствие проектным геометрическим характеристикам (толщина и

ширина, поперечные и продольные уклоны, вертикальные от­ метки), ровность поверхности, качество применяемых материа­ лов , степень уплотнения. Особое внимание нужно уделить сцеплению асфальтобетонного покрытия с поверхностью осно­ вания.

Контроль качества готового асфальтобетонного покрытия

осуществляется визуальной, инструментальной и лабораторной проверками.

Визуальной проверкой (внешним осмотром) устанавливают­ ся качество поверхности покрытия, тщательность его отделки, наличие раковин, задиров, швов и других изъянов, а также качество отделки сопряжений и исправления дефектов покры­ тия, обнаруженных в процессе строительства.

Наличие пестрых, выделяющихся по окраске полос или от­ дельных участков свидетельствует о применении не. однородной по своему составу асфальтобетонной смеси. Такое покрытие окажется менее устойчивым.

Инструментальной проверкой выявляется соответствие гео­ метрических характеристик проектным: поперечные и продоль­

ные уклоны, ширина и толщина покрытия и его ровность. От­

клонение поперечного уклона от проектного должно быть в пре­ делах до ±0,3%. Поперечный профиль покрытия проверяется

через каждые 30—50 пог. м дороги.

Толщина покрытия проверяется по вырубкам, являющимся

одновременно образцами для лабораторной проверки качества покрытия. Из каждых 2000—3000 м2 покрытия берется одна

вырубка. Отклонения в толщине покрытия в сторону уменьше­ ния не должны превышать 10—15% проектной толщины. При большем отклонении покрытие бракуется.

Ровность покрытия проверяется путем измерения зазора' между поверхностью его и приложенной к нему трехметровой

рейкой. Этот зазор не должен превышать 7 мм при ручной укладке и 5 мм при укладке асфальтоукладчиком. Ровность покрытия проверяется для магистральных дорог в продольном направлении, а для широких городских площадей по двум на­ правлениям. Проверка ровности производится через каждые

388