Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Асфальтобетон. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
______________________________________________
Кафедра «Автомобильные дороги, аэродромы,
основания и фундаменты»
Т.Н. Акимова
АСФАЛЬТОБЕТОН
Учебное пособие
для студентов направления 08.03.01
Москва - 2020
1
УДК 66.9
А 39
Акимова Т.Н. Асфальтобетон: Учебное пособие.
– М.: РУТ (МИИТ), 2020. – 160 с.
В данном учебном пособии приведены сведения о составе,
приготовлении, свойствах, разновидностях асфальтобетона и
других органоминеральных материалах. Описаны требования к
исходным материалам для асфальтобетона, технологические
процессы при изготовлении и укладке, свойства и структура.
Особое внимание уделено различным видам асфальтобетона, от-
личающимся повышенными эксплуатационными свойствами
по сравнению с традиционным асфальтобетоном: щебёночно-
мастичному, полимерасфальтобетону, сероасфальтобетону, резиноасфальтобетону. Рассмотрена группа других органоминеральных материалов, широко применяемых в дорожном строительстве.
Приведены сведения о системе проектирования ас-
фальтобетона Суперпейв (SUPERPAVE).
Рекомендовано для студентов, обучающихся по
направлению подготовки 08.03.01 «Строительство», изучающих дисциплину «Дорожное материаловедение».
Рецензенты:
Председатель Межправительственного совета дорожников
д.т.н., профессор Б.Б. Каримов.
Доцент кафедры «Проектирование и строительство железных дорог» Института путей сообщения и строительства
(ИПСС), (РУТ(МИИТ) доц., к.т.н. Б.И.Гороховцев,
© РУТ (МИИТ), 2020
2
ВВЕДЕНИЕ
Асфальтобетоном называют битумоминеральный
материал, который получают после уплотнения асфальтобетонной смеси. Асфальтобетонная смесь – это рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня
или гравия, песка и минерального порошка) с битумом, взятых в расчётных соотношениях, перемешанных в смесителе
в нагретом состоянии.
Асфальтобетон применяют для устройства покрытий
на автомобильных дорогах всех категорий, в том числе и с
самой высокой интенсивностью движения и с самыми тяжёлыми транспортными нагрузками. В настоящее время в России до 95 % усовершенствованных покрытий устраивается
из асфальтобетона.
Для капитальных дорожных одежд в качестве покрытия основным материалом является цементобетон и асфальтобетон. Асфальтобетон и цементобетон значительно отличаются по своим свойствам. Главное отличие асфальтобетона от цементобетона заключается в его термопластичности, т.е. размягчении и снижении прочности до 0,8…1,0
МПа в жаркие летние дни, когда температура покрытия
поднимается до 40…50 ОС, и повышении твёрдости и прочности до 10,0…15,0 МПа зимой, при отрицательной температуре до -50 ОС.
Термопластичностью объясняется и характер деформаций на покрытиях: летом возникают и развиваются пластические сдвиги, колея, волны; зимой – трещины.
Правильное грамотное проектирование асфальтобетона с учётом реальных климатических условий, интенсивности движения и транспортных нагрузок, свойств и
качества исходных материалов обеспечивают сдвигоустойчивость, деформативность, водо- и морозостойкость
асфальтобетона и долговечность покрытия.
3
Широко внедряются разновидности асфальтобетона,
отличающиеся повышенными эксплуатационными свойствами по сравнению с традиционным асфальтобетоном:
полимерасфальтобетон, в котором вяжущим является
полимербитумное вяжущее (ПБВ); для покрытий дорог с
интенсивным движением широко применяют щебёночно-
мастичный асфальтобетон; сероасфальтобетон, в ко-
тором дорогостоящее битумное вяжущее частично заменено на серу, что позволяет несколько уменьшить темпера-
туру приготовления смеси и повысить износостойкость и
трещиностойкость; резиноасфальтобетон, в кото-
ром в качестве вяжущего используется битуморезиновое
вяжущее БИТРЕК, обладающее большей, чем БНД, теплостойкостью и трещиностойкостью, что увеличивает долговечность покрытия; литой асфальтобетон, не требующий
уплотнения;
В дорожном строительстве помимо асфальтобетона
применяют и другие материалы на органических вяжущих.
Для устройства оснований дорожных одежд и покрытий на низших категориях дорог применяют органомине-
ральные (битумоминеральные) смеси, к зерновым составам минеральной части которых и к прочности предъявляются требования, которые ниже, чем соответствующие к
материалам для асфальтобетона. Также для этих целей применяют битумоминеральные материалы, получаемые ме-
тодом пропитки, чёрный щебень – щебень, обработанный
органическим вяжущим.
Для мелких ремонтных работ и заделки швов применяется асфальтовая мастика. Это смесь высоковязкого
битума и минерального порошка, в которой «плавают»
зёрна песка.
Органоминеральные смеси могут изготовляться на
различных органических материалах (каменноугольных
4
дёгтях, нефтяных гудронах, битумных эмульсиях, сланцевых продуктах).
Для покрытий и оснований автомобильных дорог вне
населённых пунктов может применяться дёгтебетон -
уплотнённая смесь, состоящая из щебня или гравия, песка,
природного или дроблёного, минерального порошка, в которой вяжущим является каменноугольный дёготь.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖНИЯ
Асфальтобетон в зависимости от вязкости битума,
температуры смеси при укладке и условий применения подразделяется на горячий и холодный; по виду минеральной
составляющей на щебёночный, гравийный и песчаный; по
наибольшему размеру минеральных зёрен на крупнозерни-
стый, мелкозернистый и песчаный; по остаточной пористости на высокоплотный, плотный, пористый и высокопори-
стый; по содержанию щебня (гравия) на типы А, Б и В (для
горячего асфальтобетона) и Бх и Вх (для холодного асфальтобетона).
На свойства асфальтобетонной смеси и асфальтобетона влияет вид песка: из отсевов дробления или природные
пески. По физико-механическим показателям асфальтобетон подразделяется на марки. Классификация асфальтобетона по ГОСТ 9128-2013 представлена в табл. 1.1.
Асфальтобетон из горячих смесей наиболее широко
применяют для строительства верхних и нижних слоёв покрытия практически во всех климатических зонах.
Асфальтобетон из холодных смесей менее устойчив к
действию автомобилей и атмосферных факторов, чем асфальтобетон из горячих смесей.
5
Таблица 1.1. Классификация асфальтобетона
По вязкости битума и температуре при укладке:
ГОРЯЧИЙ
ХОЛОДНЫЙ
На вязких и жидких дорожных би-
тумах.
Температура укладки
не менее 120 ОС
На жидких дорожных битумах.
Температура укладки
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 %
По содержанию щебня:
Плотные смеси:
А - свыше 50 до 60%
Б - свыше 40 до 50%
В – свыше 30 до 40%
Высокоплотные:
Свыше 50 до 70%
Бх - свыше 40 до 50%
Вх – свыше 30 до 40%
По виду песка:
Г и Гх – на песках из отсевов дробления
Д и Дх – на природных песках или
смесях природных песков с отсевами дробления
Марки по физико-механическим показателям
Плотных I, II, III
Пористых и
высокопористых I, II
I, II
6
Отличительная особенность холодных смесей – способность длительное время оставаться рыхлыми, что позволяет заготовлять смесь впрок (до 8 мес.). Этот материал
применяют для покрытий на дорогах с малой интенсивностью движения и особенно широко для ремонта асфальтобетонных покрытий.
Конструкции дорожных одежд состоят из нескольких
слоёв: покрытие, основание, подстилающий слой. Покрытие состоит из одного или двух слоёв асфальтобетона.
Крупнозернистые асфальтобетонные смеси применяют только для устройства нижнего слоя покрытия, шероховатая поверхность которого обеспечивает хорошее сцепление с верхним слоем.
Мелкозернистые асфальтобетонные смеси применяют:
- многощебенистые (тип А) для устройства верхнего
слоя покрытия на участках с большими продольными уклонами при тяжёлом и интенсивном движении. Покрытия из
этих смесей обладают повышенной шероховатостью, что
обеспечивает хорошее сцепление с автомобильными шинами;
- среднещебенистые (тип Б) для устройства верхнего
слоя двухслойных покрытий при интенсивном движении;
- малощебенистые (тип В) для устройства верхнего
слоя двухслойных покрытий при средней интенсивности
движения с дополнительным втапливанием щебня для создания шероховатой поверхности.
Песчаные асфальтобетонные смеси, приготовленные
на дроблёном песке, применяют для устройства верхнего
слоя покрытия на дорогах со средней интенсивностью движения и на участках, где требуется создание водонепроницаемого слоя. Песчаные асфальтобетонные смеси на природном песке обладают меньшей сопротивляемостью усилиям, возникающим при движении транспортных средств,
7
чем перечисленные выше типы смесей, поэтому их применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах
с лёгким движением, а также для тротуаров, отмосток, полов в промышленных предприятиях.
Основание дорожной одежды состоит из одного или
двух слоёв: верхний слой из связных материалов, нижний –
из дискретных. Связные материалы: высокопористый асфальтобетон, битумоминеральные материалы, каменные
материалы и грунты, укреплённые минеральными вяжущими. Дискретные материалы: щебень, гравий, минеральные смеси из местных горных пород или отходов промышленности. Дополнительным слоем основания служит песчаный подстилающий слой.
Рис. 1.1. Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным
покрытием:
1 — верхний слой покрытия; 2 — нижний слой покрытия; 3 —
верхний слой основания; 4 — нижний слой основания; 5 — слой
основания; 6 — дополнительный слой основания
Наибольшее распространение получили следующие
конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием (рис. 1.1):
- двухслойное асфальтобетонное покрытие на двух-
слойном основании (рис. 1.1, а);
- двухслойное асфальтобетонное покрытие на одно-
слойном основании (рис. 1.1, б);
- однослойное асфальтобетонное покрытие на двух-
слойном основании (рис.1.1, в).
8
Толщины конструктивных слоёв определяются по
расчёту. Независимо от результатов расчёта на прочность
дорожной одежды толщины конструктивных слоёв в
уплотнённом состоянии следует принимать не менее:
- 7 см - крупнозернистый асфальтобетон (с размером
зерен до 40 мм);
- 5 см - мелкозернистый асфальтобетон (до 20 мм);
- 3 см - песчаный асфальтобетон (до 5 мм).
Вопросы для самопроверки
1. Какой материал называется асфальтобетоном?
2. Приведите классификацию асфальтобетона.
3. В чём разница в составе, свойствах и применении горячего
и холодного асфальтобетона?
4. Какой асфальтобетон применяется для верхнего слоя ас-
фальтобетонного покрытия?
5. Какой асфальтобетон применяется для нижнего слоя ас-
фальтобетонного покрытия?
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА
Все материалы, применяемые для асфальтобетонных
смесей должны соответствовать требованиям соответствующих ГОСТов.
2.1 . Щебень и гравий
Для получения щебня используют прочные и морозостойкие горные породы (главным образом граниты и известняки), а также прочные и морозостойкие медленноохлаждённые металлургические шлаки.
Для приготовления асфальтобетонных смесей допускается применять гравий и песчано-гравийные смеси. Од-
нако необходимо иметь в виду, что асфальтобетон с гравием
вследствие окатанности зёрен менее прочен и сдвигоустойчив при положительных температурах, чем асфальтобетон с
9
щебнем. Требования по прочности и морозостойкости
щебня и гравия для различных марок горячего асфальтобетона в зависимости от типа и пористости асфальтобетона
представлены в табл. 2.1.1.
В зависимости от вида и марки горной породы содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее
0,05 мм) в щебне и гравии не должно превышать 1…3%;
ограничивается содержание глины в комках: не более
0,25…0,5 %. Форма зёрен приближена к тетраидной и кубовидной; характер поверхности – шероховатый. Содержание
зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в
смеси фракций щебня и гравия должно быть, % по массе,
не более:
- 15 - для смесей типа А и высокоплотных;
- 25 - для смесей типов Б, Бх и высокопористых;
- 35 - для смесей типов В, Вх и пористых.
Для асфальтобетона применяется щебень и гравий в
виде следующих основных фракций: от 5 (3) до 10 мм; от
10 до 15 мм; св. 15 до 20 мм; св. 20 до 40 мм; а также смеси
фракций от 5 (3) до 40 мм.
При производстве щебня и гравия должна проводиться их радиационно-гигиеническая оценка, по результатам которой устанавливают область применения. Щебень и
гравий в зависимости от значений суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов Aэфф
применяют:
- при A
св. 370 до 740 Бк/кг - для дорожного стро-
эфф
ительства в пределах территории населенных пунктов и
зон перспективной застройки,
- при A
св. 740 до 2800 Бк/кг - в дорожном строи-
эфф
тельстве вне населенных пунктов.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]