Дорожно-строительные материалы. Учебное пособие. Практикум. Учебное пособие для обучающихся по специальности 08.03.01 «Строительство», направление под

4.4 Практические работы № 5, 6, 7 «Расчет состава горячей асфальтобетонной смеси

и асфальтобетона. Изготовление образцов»

Цели работ

При выполнении данной лабораторной работы студенты должны ознакомиться с нормативными документами по асфальтобетонным смесям и асфальтобетону; изучить определения терминов, требования к материалам для асфальтобетона, к асфальтобетонным смесям и асфальтобетону; подобрать в соответствии с заданием состав горячей асфальтобетонной смеси, получить навыки по приготовлению смесей и образцов в лабораторных условиях.

Теоретические положения

Теоретические основы работы рассмотрены в первой части данного учебного пособия.

Ход работ Изготовление образцов асфальтобетона. Общие положения

Образцы взвешивают на лабораторных весах общего назначения 4-го класса точности с допускаемой погрешностью взвешивания 0,1 % массы, если в методе не даны другие указания. Массу образцов определяют в граммах с точностью до второго десятичного знака.

Результаты испытаний рассчитывают с точностью до второго десятичного знака методом округления, если не даны другие указания относительно точности вычислений. В случае проведения параллельных испытаний допускаемое расхождение между результатами указано в соответствующем методе испытания.

Применяемые средства контроля и вспомогательное оборудование должны пройти поверку и аттестацию в установленном порядке. Допускается использование аналогичного импортного оборудования.

Температура воздуха в помещении, в котором проводят испытания, должна быть (20±5) .

31

Приготовление смесей в лаборатории

При приготовлении смесей в лаборатории по горячей технологии минеральные материалы (щебень, песок, минеральный порошок) предварительно высушивают, а битум обезвоживают.

Минеральные материалы в количествах, заданных по составу, отвешивают в емкость, нагревают, периодически помешивая, до температуры, указанной в таблице 12, и добавляют требуемое количество ненагретого минерального порошка и нагретого в отдельной емкости вяжущего.

Смеси минеральных материалов с органическим вяжущим окончательно перемешивают в лабораторном смесителе до полного и равномерного объединения всех компонентов. Время, необходимое для перемешивания, устанавливают опытным путем для каждого вида смесей. Перемешивание считают законченным, если все минеральные зерна равномерно покрыты вяжущим и в готовой смеси нет его отдельных сгустков. Допускается смешивание вручную, при этом необходимо поддерживать в процессе приготовления горячих смесей температуру в соответствии с требованием таблицы 12.

Таблица 12

Температура нагрева смеси в зависимости от показателей вяжущего,

Примечание – При применении поверхностно-активных веществ или активированных минеральных порошков для приготовления смесей с вязкими вяжущими температуру нагрева минеральных материалов, вяжущего и смесей снижают на 10–20 .

Формы и размеры образцов

Физико-механические свойства асфальтобетонов определяют на образцах, полученных уплотнением смесей в стальных формах.

Формы для изготовления цилиндрических образцов представляют собой стальные полые цилиндры, которые могут изготовляться в виде кассеты с тремя взаимосвязанными цилиндрическими формами диаметром 71,4 или 50,5 мм (приспособление Союздорнии) или одиночных обычных и облегченных форм (приложение Д),

32

размеры которых в зависимости от наибольшей крупности минеральных зерен приведены в таблице 13.

Таблица 13

Зависимость размера форм от наибольшей крупности минеральных зерен

Изготовление образцов из смесей

Образцы цилиндрической формы для определения физикомеханических свойств смесей изготовляют путем уплотнения смесей, приготовленных в лабораторных условиях. Температура горячих смесей при изготовлении образцов должна соответствовать указанной в таблице 14.

Уплотнение образцов из смесей, содержащих до 50 % щебня по массе, производят прессованием под давлением (40,0±0,5) Мпа на гидравлических прессах в формах. При уплотнении должно быть обеспечено двустороннее приложение нагрузки, что достигается передачей давления на уплотняемую смесь через два вкладыша, свободно передвигающихся в форме навстречу друг другу. При изготовлении образцов из горячих смесей формы и вкладыши нагревают до температуры 90–100 . Изготавливают пробный образец. Форму со вставленным нижним вкладышем наполняют ориентировочным количеством смеси в соответствии с таблицей 13. Смесь равномерно распределяют в форме штыкованием ножом или шпателем, вставляют верхний вкладыш и, прижимая им смесь, устанавливают форму со смесью на нижнюю плиту пресса для уплотнения, при этом нижний вкладыш должен выступать из формы на 1,5– 2,0 см.

33

Верхнюю плиту пресса доводят до соприкосновения с верхним вкладышем и включают электродвигатель пресса.

Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 Мпа в течение 5–10 с, через (3,0±0,1) мин нагрузку снимают, а образец извлекают из формы выжимным приспособлением и измеряют его высоту штангенциркулем по ГОСТ 166-89 с погрешностью 0,1 мм.

Если высота образца не соответствует приведенной в таблице 14, то требуемую массу смеси для формования образца g, г, рассчитывают по формуле

где g – масса пробного образца, г; h – требуемая высота образца, мм; h0 – высота пробного образца, мм.

Образцы с дефектами кромок и непараллельностью верхнего и нижнего оснований бракуют. Уплотнение образцов из горячих смесей, содержащих более 50 % щебня по массе, следует производить вибрированием с последующим доуплотнением прессованием.

При изготовлении образцов формы, нагретые до 90–100 , наполняют смесью, устанавливают на виброплощадку, плотно укрепляют на ней специальным приспособлением (конструкция приспособления для укрепления зависит от типа виброплощадки). Вкладыши должны выступать из формы на 2–2,5 см. Смесь в форме вибрируют в течение (3,0±0,1) мин при частоте (2900±100) мин–1, амплитуде (0,40±0,05) мм и вертикальной нагрузке на смесь (30±5) кПа, которая передается на смесь грузом, свободно навешенным на верхний вкладыш формы.

По окончании вибрации форму с образцом снимают с виброплощадки, устанавливают на плиту пресса для доуплотнения под давлением (20,0±0,5) Мпа и выдерживают при этом давлении 3 мин.

34

Затем нагрузку снимают и извлекают образец из формы выжимным приспособлением.

Контрольные вопросы

1.Дайте определение асфальтобетонной смеси и асфальтобетона. Приведите классификацию в зависимости от вязкости битума, крупности зерен, остаточной пористости, содержания щебня.

2.Какие этапы включает в себя проектирование асфальтобе-

тона?

3.Какие этапы включает в себя расчет состава асфальтобетонных смесей?

4.Что такое гранулометрический состав материала? Как производится подбор гранулометрического состава минеральной части асфальтобетонной смеси?

5.Как производится определение оптимального количества битума в смеси по битумоемкости минеральных компонентов? Что такое битумоемкость?

6.Каким образом производится приготовление асфальтобетонных смесей в лабораторных условиях?

7.Какие размеры форм и сами формы используются для приготовления крупнозернистых, мелкозернистых и песчаных асфальтобетонных смесей?

8.Как изготавливаются асфальтобетонные образцы?

4.5 Практическая работа № 8 «Контроль качества строительства асфальтобетонных покрытий»

Цель работы

Определить уровень контроля асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог общего пользования.

Теоретические основы работы

Из вырубки, отобранной из конструктивного слоя дорожной одежды, выпиливают или вырубают три образца с ненарушенной структурой для определения средней плотности, водонасыщения и коэффициента уплотнения асфальтобетона. Наличие трещин в образцах не допускается.

35

Форма образцов из вырубки должна быть близка к кубу или параллелепипеду со сторонами от 5 до 10 см.

Образцы-керны при необходимости допускается распиливать или разрубать на части. Перед разделением слоев кернов или вырубок оценивают сцепление между слоями и фактические толщины слоев.

Перед испытанием образцы высушивают при температуре не более 50 до постоянной массы. Каждое последующее взвешивание проводят после высушивания в течение не менее 1 ч и охлаждения при комнатной температуре не менее 30 минут. Высушивание и охлаждение проводят до тех пор, пока разница между результатами двух последовательных взвешиваний образца будет не более 0,1 % массы образца после последнего взвешивания.

Ход работы

Определить коэффициент уплотнения асфальтобетона. Коэффициент уплотнения асфальтобетона в покрытии Ку вы-

числяют как отношение средней плотности образцов из покрытия (кернов или вырубки) к средней плотности образцов, переформованных из тех же кернов или вырубок по формуле 12:

где ρаср – средняя плотность образцов из покрытия, г/см3; ρсра1 – сред-

няя плотность переформованных образцов, г/см3 За коэффициент уплотнения принимают среднее арифметиче-

ское результатов определения коэффициента тех образцов, расхождение между результатами параллельных определений которых не превышает 0,02.

Контрольные вопросы

1.Виды контроля.

2.Масса вырубки.

3.Диаметр Кернов.

4.Чем отличается керн от вырубки?

5.Что такое коэффициент уплотнения?

36

6.Назовите варианты коэффициента уплотнения?

7.Через сколько допускается отбирать керны?

8.На какой площади отбираются керны?

9.Что контролируют при устройстве асфальтобетонной смеси?

10.Через сколько определяют ровность?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При сооружении дорог применяются различные строительные материалы. К ним относятся как традиционные материалы, которые используются давно (грунтовые и каменные), так и более современные (керамические материалы, органические и минеральные вяжущие вещества, бетоны и изделия из них). Полимерные материалы

вдорожном строительстве используются главным образом в качестве пленкообразующих защитных покрытий и упрочняющих добавок к грунтам. Кроме этого, в практике дорожного строительства все чаще применяются геосинтетические материалы, такие как геотекстиль, геоткань, пространственная полимерная решетка (георешетка) и геосетка, в которых хотя бы одна составная часть изготовлена из синтетических или натуральных полимеров, используемых

вгеотехнике в контакте с грунтом, для повышения технических характеристик грунтов или совместно с другими строительными материалами в качестве элементов различных строительных конструкций и сооружений.

Данное учебное пособие предназначено для укрепления теоретического материала при изучении дисциплины «Дорожностроительные материалы» студентами специальности дорожникстроитель.

37

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А Классификация модифицирующих добавок по функциональному назначению

40