Дорожно-строительные материалы. Битумы. Асфальтобетон. Лабораторный практикум
.pdf
каменным материалом по степени сохранности пленки вяжущего в соответствии с рис. 3.5 и со следующей схемой:
а) 100 - покрыта вся поверхность; б) 90 - покрыто более чем 90% поверхности;
в) 75 - покрыто от 75% до 90% поверхности; г) 50 - покрыто от 50% до 75% поверхности; д) менее 50 - покрыто менее 50% поверхности;
е) 0 - вяжущее удалено с минерального материала, кроме нескольких пятен на поверхности.
а |
б |
в |
100 % |
>90% |
75-90% |
г |
д |
е |
50-75% |
<50 |
0% |
Рис. 3.5. Пример оценки площади покрытия минерального материала вяжущим
51
Оценка производится визуально на основании сопоставления испытанного образца с представленными рисунками. Темным выделена поверхность, покрытая вяжущим материалом, светлым - поверхность минерального материала, не покрытая вяжущим.
При необходимости для облегчения оценки площади поверхности минерального материала можно сравнивать с исходным материалом.
3.9. Определение физико-механических свойств остатка после испарения воды из эмульсии
После испарения воды из эмульсии битум, извлечённый из эмульсии, подвергается испытаниям;
Эмульсию наливают в выпарительную чашку в количестве не менее 500 мл, ставят на электрическую плитку и выпаривают из нее воду, не допуская интенсивного кипения, периодически помешивая стеклянной палочкой. Выпаривание заканчивают, когда прекращается выделение пузырьков пара и поверхность остатка станет зеркальной.
Вполученном остатке определяют:
глубину проникания иглы в остатке – так же как
иглубину проникания (пенетрацию) вязких битумов (см. лабораторную работу п.1.2. «Определение глубины проникания иглы», стр. 4);
температуру размягчения по кольцу и шару остатка – так же, как и температуру размягчения по кольцу
ишару вязких битумов (см. лабораторную работу п. 1.3 «Определение температуры размягчения», стр. 7);
52
растяжимость остатка – так же, как и растяжимость вязких битумов при 25о С (см. лабораторную работу п.1.4 «Определение растяжимости», стр. 10);
Свойства остатка должны соответствовать требованиям, представленным в табл. 4.
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
|
Наименование |
Значения показателей для |
|||
|
марки |
|
||
показателя |
|
|
||
Б |
С |
М |
||
|
||||
|
|
|
|
|
Глубина проникания |
|
|
|
|
иглы при 25ОС, |
60 |
60 |
60 |
|
0,1 мм, не менее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура размягчения |
|
|
|
|
по кольцу и шару, ОС, |
41 |
41 |
41 |
|
не ниже |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура хрупкости |
-15 |
-15 |
-15 |
|
по Фраасу, ОС, не выше |
||||
|
|
|
||
4. АСФАЛЬТОБЕТОН
Асфальтобетонная смесь - это рационально подо-
бранная 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.
53
4.1. Требования, предъявляемые к асфальтобетону
Основные параметры и типы асфальтобетонных смесей и асфальтобетона представлены в табл. 5.
Таблица 5
ПО ВЯЗКОСТИ БИТУМА И ТЕМПЕРАТУРЕ ПРИ УКЛАДКЕ:
ГОРЯЧИЙ |
ХОЛОДНЫЙ |
|
|
На вязких и жидких |
На жидких |
дорожных битумах. |
дорожных битумах. |
Температура укладки |
Температура укладки |
не менее 120 ОС |
не менее 5 ОС |
ПО ВИДУ МИНЕРАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ:
щебеночный, гравийный, песчаный
ПО НАИБОЛЬШЕМУ РАЗМЕРУ МИНЕРАЛЬНЫХ ЗЁРЕН:
Крупнозернистый – до 40 мм Мелкозернистый – до 20 мм Песчаный - до 10 мм
ПО ОСТАТОЧНОЙ ПОРИСТОСТИ:
Высокоплотный - |
от 1 до 2,5% |
Плотный - |
св. 2,5 до 5% |
Пористый - |
св.5% до 10% |
Высокопористый - св.10 до 18%
54
Продолжение таблицы 5
ПО СОДЕРЖАНИЮ ЩЕБНЯ:
|
А - свыше 50 |
|
|
|
до 60% |
|
|
Плотные |
Б - свыше 40 |
Бх - свыше 40 до 50% |
|
до 50% |
|||
смеси: |
|
||
В – свыше 30 |
Вх – свыше 30 до 40% |
||
|
|||
|
до 40% |
||
|
|
||
Высокоплот- |
Свыше 50 до |
|
|
ные: |
70% |
|
ПО ВИДУ ПЕСКА:
Ги Гх – на песках из отсевов дробления
Ди Дх – на природных песках или смесях природных
песков с отсевами дробления
Марки по физико-механическим показателям
I, II, III |
I, II |
|
|
|
|
Показатели физико-механических свойств высокоплотных и плотных асфальтобетонов из горячих смесей различных марок для II, III дорожно-климатических зон должны соответствовать данным табл. 6.
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
|
|
|
|
|
Наименование показателя |
|
Значение для |
|
||
асфальтобетонов марки |
|
||||
|
|
||||
|
I |
|
II |
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предел прочности при сжа- |
|
|
|
|
|
тии, при температуре 50 °С, |
|
|
|
|
|
МПа, не менее, для асфаль- |
|
|
|
|
|
тобетонов: |
|
|
|
|
|
55 |
|
|
|
|
|
- высокоплотных |
1,1 |
- |
- |
|
|
||||
|
|
|
|
|
- плотных типов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
1,0 |
0,9 |
- |
|
|
|
|
|
|
Б |
1,2 |
1,0 |
0,9 |
|
|
|
|
|
|
В |
|
1,2 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
Г |
1,3 |
1,2 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
Д |
- |
1,3 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
Предел прочности при сжа- |
|
|
|
|
тии, при температуре 20 °С |
2,5 |
2,2 |
2,0 |
|
для асфальтобетонов всех |
||||
|
|
|
||
типов, МПа, не менее |
|
|
|
|
Предел прочности при сжа- |
|
|
|
|
тии, при температуре 0 °С |
11,0 |
12,0 |
12,0 |
|
для асфальтобетонов всех |
||||
|
|
|
||
типов, МПа, не более |
|
|
|
|
Водостойкость, не менее: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- плотных асфальтобетонов |
0,90 |
0,85 |
0,75 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
- высокоплотных асфальто- |
0,95 |
- |
- |
|
бетонов |
||||
|
|
|
||
- плотных асфальтобетонов |
|
|
|
|
при длительном водонасы- |
0,85 |
0,75 |
0,65 |
|
щении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- высокоплотных асфальто- |
|
|
|
|
бетонов при длительном |
0,90 |
- |
- |
|
водонасыщении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сдвигоустойчивость по: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- коэффициенту внутренне- |
|
|
|
|
го трения, не менее, для ас- |
|
|
|
|
фальтобетонов типов: |
|
|
|
|
56 |
|
|
|
|
высокоплотных |
0,89 |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
А |
0,87 |
0,87 |
- |
|
|
|
|
|
|
Б |
0,81 |
0,81 |
0,80 |
|
|
|
|
|
|
В |
- |
0,76 |
0,75 |
|
|
|
|
|
|
Г |
0,80 |
0,80 |
0,78 |
|
|
|
|
|
|
Д |
- |
0,65 |
0,64 |
|
|
|
|
|
|
- сцеплению при сдвиге при |
|
|
|
|
температуре 50 °С, МПа, не |
|
|
|
|
менее, для асфальтобетонов |
|
|
|
|
типов: |
|
|
|
|
высокоплотных |
0,27 |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
А |
0,25 |
0,24 |
- |
|
|
|
|
|
|
Б |
0,37 |
0,35 |
0,34 |
|
|
|
|
|
|
В |
- |
0,42 |
0,40 |
|
|
|
|
|
|
Г |
0,37 |
0,36 |
0,35 |
|
|
|
|
|
|
Д |
- |
0,54 |
0,48 |
|
|
|
|
|
|
Трещиностойкость по пре- |
|
|
|
|
делу прочности на растяже- |
|
|
|
|
ние при расколе при темпе- |
|
|
|
|
ратуре 0 °С и скорости де- |
|
|
|
|
формирования 50 мм/мин |
|
|
|
|
для асфальтобетонов всех |
|
|
|
|
типов, МПа: |
|
|
|
|
- не менее |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
- не более |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
|
|
|
|
|
57
Методика проведения испытаний асфальтобетона регламентирована ГОСТом 12801-98. «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний (с Изменением N 1)».
4.2. Приготовление образцов
Приборы: весы технические и торговые, чаша сферическая, термометр с интервалом измеряемых температур 0…200ОС, пресс гидравлический 50 т, формы для приготовления образцов, штангенциркуль.
При приготовлении смесей в лаборатории по горячей технологии минеральные материалы (щебень, песок и минеральный порошок) предварительно высушивают, а битум обезвоживают.
Минеральные материалы (щебень/гравий, песок) в количествах, заданных по составу, отвешивают в ёмкость, нагревают, периодически помешивая, до температур, указанных в табл. 7 при применении вязких битумов и табл. 8 при применении жидких битумов, добавляют требуемое количество ненагретого минерального порошка и нагретого в отдельной ёмкости битума и тщательно перемешивают. Перемешивание считается законченным, если все минеральные зерна равномерно покрыты вяжущим и в готовой смеси нет его отдельных сгустков.
Физико-механические свойства смесей определяют на образцах, полученных уплотнением смесей в стальных формах, размеры которых в зависимости от крупности минеральных зерен приведены в табл. 9.
58
Таблица 7
|
|
|
Температура нагрева, ОС, в зависимо- |
|||||||||
|
Наименова- |
|
сти от показателей вяжущего |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глубина проникания иглы при 25 ОС, |
||||||||||
|
ние |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
0,1 мм |
|
|
|
|
|
|
|
материалов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40-60 |
61-90 |
91- |
131- |
|
201- |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
130 |
200 |
|
300 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Минеральные |
|
170- |
|
165- |
|
160- |
150- |
|
140- |
|
|
|
материалы |
|
180 |
|
175 |
|
170 |
160 |
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вяжущее |
|
150- |
|
140- |
|
130- |
110- |
|
100- |
|
|
|
|
160 |
|
150 |
|
140 |
120 |
|
110 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Смесь |
|
150- |
|
145- |
|
140- |
130- |
|
120- |
|
|
|
|
160 |
|
155 |
|
150 |
140 |
|
130 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Температура нагрева, ОС, в |
|
||||||
|
|
|
|
|
зависимости от показателей |
|
||||||
|
Наименование |
|
|
вяжущего |
|
|
||||||
|
Условная вязкость по виско- |
|
||||||||||
|
материалов |
|
||||||||||
|
зиметру с отверстием 5 мм, с |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
70-130 |
|
131-200 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||
Минеральные материалы |
100-120 |
|
120-140 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Вяжущее |
|
|
|
80-90 |
|
90-100 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Смесь |
|
|
80-100 |
|
100-120 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уплотнение образцов из смесей, содержащих до 50% щебня , производят прессованием под давлением 40±0,5 МПа на гидравлических прессах в формах. При
59
уплотнении должно быть обеспечено двустороннее приложение нагрузки, что достигается передачей давления на уплотняемую смесь через два вкладыша, свободно передвигающихся в форме навстречу друг другу.
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
|
|
|
|
|
Наиболь- |
|
|
|
|
|
шая |
|
|
Пло- |
Ориенти- |
|
круп- |
Диаметр |
Высота |
ровочное |
||
щадь |
|||||
ность ми- |
формы и |
образца, |
количество |
||
образца, |
|||||
нераль- |
образца, |
мм |
смеси на |
||
см2 |
|||||
ных зе- |
мм |
|
образец, г |
||
|
|
||||
рен, мм |
|
|
|
|
|
5 |
50,5 |
50,5±1,0 |
20 |
220…240 |
|
|
|
|
|
|
|
10, 15, 20, |
71,4 |
71,4±1,5 |
40 |
640…670 |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
101 |
101±2,0 |
80 |
1900…2000 |
|
|
|
|
|
|
При изготовлении образцов из горячих смесей формы и вкладыши нагревают до температуры 90…100 ОС.
Изготовляют пробный образец. Форму со вставленным нижним вкладышем наполняют ориентировочным количеством смеси в соответствии с таблицей 10.
|
|
Таблица 10 |
|
|
|
|
|
Размеры образца, мм |
Ориентировочное количе- |
|
|
диаметр |
высота |
ство смеси на образец, г |
|
50,5 |
50,5±1,0 |
220-240 |
|
71,4 |
71,4±1,5 |
640-670 |
|
101,0 |
101,0±2,0 |
1900-2000 |
|
60
