Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Асфальтобетон. Учебное пособие
.pdf
Рис. 7.2.2. Коэффициент
угла внутреннего трения
для различных видов ас-
фальтобетона и ЩМА
Покрытие из ЩМА обладает высокими показателями
износостойкости даже при использовании шипованных шин
и предохраняет дорогу от возникновения колеи.
Щебёночно-мастичные асфальтобетонные смеси и щебёночно-мастичный асфальтобетон в зависимости от крупности применяемого щебня подразделяется на виды:
ЩМА-10 – с наибольшим размером зёрен до 10 мм;
ЩМА-15 – с наибольшим размером зёрен до 15 мм;
ЩМА-20 – с наибольшим размером зёрен до 20 мм.
Смеси щебёночно-мастичного асфальтобетона рекомендуется применять для устройства слоёв покрытий толщиной:
- 2…4 см - ШМА-10;
- 3…5 см - ЩМА-15;
- 4…6 см - ЩМА-20.
Требования к исходным материалам. Важнейшим
элементом структуры асфальтобетона является щебень. Для
приготовления щебёночно-мастичных асфальтобетонных
смесей принято использовать щебень соответствующих
фракций (5-10, 10-15 и 15-20 мм) из плотных, трудно шлифуемых горных пород, обладающих хорошим сцеплением с битумным вяжущим. Допускается использовать щебень из металлургических шлаков, соответствующий общим требованиям. Качественный щебень с улучшенной формой зёрен,
как правило, изготовляют по специальной технологии на соответствующем дробильно-сортировочном оборудовании.
91
Марка по дробимости щебня из изверженных и мета-
Наименование показателей
Значение
показателя
Влажность, % по массе, не более
8,9
Термостойкость при температуре 220 ОС по изменению массы при прогреве, %, не более
7,0
Содержание волокон длиной от 0,1 мм до 2, 0
мм, %, не менее
80
морфических горных пород должна быть не менее 1200, из
осадочных горных пород, гравия и металлургических шлаков
– не менее 1000; марка щебня по истираемости должна быть
И-I. Марка щебня по морозостойкости должна быть не ниже
F50. Содержание зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне должно быть не более 15 % по массе. Содержание дроблёных зёрен в применяемом щебне из гравия
должно быть не менее 85 % по массе.
Песок, применяемый для изготовления смесей ЩМА,
должен быть только из отсевов дробления горных пород,
марка которых не ниже 1000; содержание глинистых частиц
- не более 0,5 %, при этом содержание зёрен мельче 0,16 мм
(в том числе пылевидных и глинистых частиц в этой фракции) не нормируется.
Минеральный порошок должен соответствовать мине-
ральному порошку для асфальтобетона (ГОСТ Р 52123-
2003).
Стабилизирующая добавка применяется для обеспе-
чения устойчивости к расслаиванию смеси (для удержания
горячего битума на поверхности зёрен минерального материала во время промежуточного хранения и транспортирования
смеси).
Таблица 7.2.1. Требования к физико-механическим
свойствам целлюлозного волокна
92
В настоящее время в качестве стабилизирующей до-
Показатели
Дорожно-климатическая зона
I
II, III
IV, V
Глубина проникания
иглы при 25 ОС
90…200
60…130
40…90
бавки широко применяют целлюлозное волокно или специ-
альные гранулы на его основе. По физико-механическим
свойствам целлюлозное волокно должно соответствовать
значениям, указанным в табл. 7.2.1.
Допускается применять другие стабилизирующие добавки, способные удерживать битум при технологических
температурах.
Вяжущие для приготовления щебёночно-мастичных
асфальтобетонных смесей – вязкие нефтяные дорожные битумы, модифицированные битумы, в том числе полимернобитумные вяжущие (ПБВ). Рекомендации по выбору вязкости для ЩМА представлены в табл. 7.2.2.
Таблица 7.2.2. Вязкость битумных вяжущих для ЩМА
Применение ПБВ в щебёночно-мастичной асфальтобетонной смеси позволяет снизить содержание целлюлозных
волокон примерно на 30 %.
Проектирование составов смесей заключается в со-
здании оптимальной структуры ЩМА с заранее заданными
свойствами, которые должны обеспечить в конечном итоге
требуемые эксплуатационные характеристики устраиваемого дорожного покрытия. Минеральную часть ЩМА подбирают на основании предварительно установленных зерновых составов фракционированного щебня, песка из отсевов
дробления и минерального порошка по предельным зерновым составам, приведённым в табл. 7.2.3 и на рис. 7.2.3.
93
Рис. 7.2.3. Предельные кривые оптимального состава
минеральной части щебёночно-мастичных
асфальтобетонных смесей
94
Таблица 7.2.3. Требования к зерновые составам ЩМА
Вид
ЩМА
Размер зёрен, мм, мельче (в % по массе)
20
15
10 5 2,5
1,25
0,63
0,315
0,16
0,071
ЩМА
-10
-
-
10
090
40-
30
29-
19
26-
16
22-
13
20-
11
17-
10
15-10
ЩМА
-15
-
100
-90
60-
40
32-
25
28-
18
25-
15
22-
12
20-
10
19-
9
14-9
ЩМА
-20
100
-90
70-
50
42-
25
30-
20
25-
15
24-
13
21-
11
19-9 15-
8
13-8
Рис. 7.2.4. Гра-
фик минималь-
ного содержа-
ния
битума
в ЩМА
Минимальное содержание битумного вяжущего в
ЩМА (в процентах по массе) можно назначить исходя из
графика (рис. 7.2.4).
ночно-мастичных асфальтобетонных смесей представлена в
табл. 7.2.4. В ЩМА основную структуру составляет крупный
щебень. Минеральный порошок и песок служат только для
образования мастики, заполняющей межкаменное пространство в щебеночном каркасе. При этом по сравнению с традиционным асфальтобетоном ЩМА содержит значительно
Потребность в материалах для приготовления щебё-
95
меньше песка и повышенное количество минерального по-
Материал
Потребность в материалах,
% по массе
ЩМА-10
ЩМА-15
ЩМА-20
Щебень фракций, мм:
5 – 10
60…70
15…25
10…15
10 – 15
-
40…60
20…30
15 – 20
-
-
30…50
Песок из отсевов
дробления
10…30
5…20
5…15
Минеральный порошок
10…20
10…20
10…20
Битум или ПБВ
6,5…7,5
6,0…7,0
5,5…6,0
Стабилизирующая
добавка
0,2…0,5
0,2…0,5
0,2…0,5
рошка и битума. (Отсюда название «щебёночно-мастичный
асфальтобетон»).
Таблица 7.2.4. Потребность в материалах для приготов-
ления смеси ЩМА
По подобранному рецепту в лаборатории готовят
пробны замес смеси массой около 3 кг. При этом необходимо особенно тщательно распределять навеску стабилизирующей добавки по объёму смеси. Пробу приготовленной смеси испытывают на стекание вяжущего. Схема ис-
пытания приведена на рис. 7.2.5. Сущность метода заключается в оценке способности горячей щебёночно-мастичной асфальтобетонной смеси удерживать содержащееся в
ней вяжущее.
Приготовленную щебёночно-мастичную асфальтобе-
тонную смесь разогревают до максимальной температуры в
96
соответствии с табл. 7.2.6 и тщательно перемешивают. Пустой стакан взвешивают (g1), помещают в сушильный шкаф,
нагретый до такой же температуры, и выдерживают не менее
10 мин, затем стакан ставят на весы и быстро помещают в
него 0,9…1,2 кг смеси, взвешивают (g2) и закрывают покровным стеклом.
Стакан со смесью помещают в сушильный шкаф, где
выдерживают при максимальной температуре, указанной в
таблице 7.2.6. В течение (60±1) мин. Затем стакан вынимают,
снимают с него покровное стекло и удаляют смесь, перевернув стакан, не встряхивая, вверх дном, на (10±1) с. После
этого стакан вновь ставят на дно, охлаждают в течение 10
мин и взвешивают вместе с остатками вяжущего и смеси,
прилипшей на его внутренней поверхности (g3).
Рис. 7.2.5. Схема испытания смеси на стекание вяжущего:
B - показатель стекания, %; g1 – масса пустого стакана, г; g2
- масса стакана со смесью, г; g3 – масса стакана с остатком
битума, г
Количество добавки определяют по показателю стекания вяжущего, который должен быть не более 0,20% по
массе. При подборе состава смеси рекомендуется, чтобы
показатель стекания вяжущего В находился в пределах от
0,07 до 0,15 % по массе. При показателе стекания больше
97
0,3 % увеличивают количество добавки на 0,05…0,1 % или
Показатели
Значение показателя для до-
рожно-климатических зон
I
II, III
IV, V
Пористость минеральной части, %
15…19
15…19
15…19
Остаточная пористость, %
1,5…4,0
1,5…4,5
2,0…4,5
Водонасыщение по объёму, %
образцов, отформованных из
смесей
1,0…3,5
1,0…4,0
1,5…4,0
вырубок и кернов из покры-
тия, не более
3,0
3,5
4,0
R при сжатии, МПа, не менее
при 20 ОС
2,0
2,2
2,5
при 50 ОС
0,60
0,65
0,70
Сдвигоустойчивость, не менее;
к-т внутреннего трения, не менее
0,92
0,93
0,94
сцепление при сдвиге при 50 ОС,
МПа, не менее
0,16
0,18
0,20
Трещиностойкость – предел прочности на растяжение при расколе
при 0 ОС, МПа,
не менее
2,0
2,5
3,0
не более
5,5
6,0
6,5
Водостойкость при длительном
водонасыщении, не менее
0,9 0,85
0,75
уменьшают количество битума.
Нормируемые величины показателей физико-механических свойств ЩМА приведены в табл. 7.2.5.
Таблица 7.2.5. Физико-механические свойства щебё-
ночно-мастичного асфальтобетона (ГОСТ 31015-2002)
,
98
Состав смеси назначается по результатам технико-
Таблица 7.2.6. Температура смеси ЩМА при отпуске и
укладке
Глубина прони-
кания иглы при
25 ОС
Температура , ОС
при отпуске
при укладке, не менее
40…60
160…175
150
60…90
155…170
145
90…130
150…165
140
130…200
140…160
135
экономического сравнения вариантов подобранных составов смесей, отработки технологии приготовления смеси на
асфальтобетонном заводе и, при необходимости, корректировании состава с учётом результатов пробной укладки и
испытаний проб смесей из пробных замесов в заводской
смесительной установке.
Горячие щебёночно-мастичные смеси изготовляются
на обычных асфальтобетонных заводах, оборудованных смесителями принудительного перемешивания. Необходимо
только обеспечить дополнительное дозирование и ввод стабилизирующей добавки в приготовляемую смесь, оборудовав соответствуюшими устройствами асфальтосмесительную установку.
Стабилизирующую добавку вводят, как правило, в ми-
неральную часть смеси совместно с минеральным порошком
перед объединением её с битумом.
Особенностью щебёночно-мастичной смеси является,
в частности, более высокая по сравнению с обычными горячими асфальтобетонными смесями температура применения.
Это связано, с одной стороны, с тем, что смесь укладывается,
как правило, более тонкими слоями, поэтому склонна к более
99
быстрому охлаждению. Температура смесей ШМА при выпуске из смесителя и отгрузке потребителю и укладке
должна соответствовать требованиям, указанным в табл.
7.2.6.
Горячая щебёночно-мастичная смесь укладывается и
уплотняется как стандартная смесь с помощью асфальтоукладчиков и гладковальцовых катков массой 8…11 т. Катки
на пневматических шинах применять не рекомендуется. В
щебёночно-мастичном асфальтобетоне высокое содержание
т.н. «свободного битума», поэтому воздействие при уплотнении пневмокатков способствует «вытягиванию» этого битума на поверхность, к образованию битумных пятен и налипанию объёмного битума к резиновым шинам.
При приготовлении смеси и устройстве покрытий про-
водят входной контроль, операционный контроль, приёмосдаточный контроль, контроль качества покрытия с учётом
особенностей состава и свойств щебёночно-мастичного асфальтобетона по ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебёночно-мастичные».
7.3. Полимерасфальтобетон
Полимерасфальтобетон – это уплотненная полиме-
расфальтобетонная смесь, состоящая из рационально подобранных минеральных материалов (щебня, песка и минерального порошка) и в качестве вяжущего - полимерно-би-
тумного вяжущего (ПБВ).
Полимерасфальтобетон отличается от горячего асфаль-
тобетона повышенной деформативностью, трещиностойкостью при отрицательных температурах, сдвигоустойчивостью, обладает большей теплоустойчивостью и упругостью
при положительной температуре, как при малом, так и большом времени действия нагрузки, обладает большей уста-
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]