Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Асфальтобетон. Учебное пособие
.pdf
повысить качество материала, не допуская его растрескивания при окончательном застывании.
Мастика битумная заливочная (МБЗ) применяется для:
- заливки трещин и мелких выбоин, появившихся в ас-
фальтовом покрытии во время эксплуатации, шириной менее
10 мм;
- приготовления щебеночно-мастичных материалов для
устройства деформационных швов мостового полотна;
- заполнения швов сборных покрытий и при устрой-
стве цементобетонных покрытий и оснований.
Дорожная мастика применяется в горячем состоянии
при температуре 160…175 ОС. Работы можно производить
при температуре окружающей среды от -10 ОС до +50 ОС.
Заливочная маска должна соответствовать следующим
свойствам:
- температура размягчения по кольцу и шару – не менее
75 ОС;
- температура хрупкости ударным методом – не выше
минус 50 ОС;
- теплостойкость плёнки – не менее 95 ОС.
Для гидроизоляции дорожных конструкций и искусственных сооружений используют гидроизоляционные мастики (МБГЭ) на эмульгированном битуме. Они применяются в холодном состоянии.
Вопросы для самопроверки
1. В чём отличие органоминеральных (битумоминеральных)
материалов от асфальтобетона? Перечислите виды органоми-
неральных материалов.
2. Каков состав, способы приготовления и область приме-
нения органоминеральных смесей?
3. Какова технология органоминеральных материалов. По-
лучаемых методом пропитки?
4. Что такое чёрный щебень и какова область его примене-
ния?
141
5. Что такое поверхностная обработка и её назначение и
технология устройства?
6. Что такое асфальтовая мастика и для каких работ она
применяется?
9. ДЁГТЕБЕТОН
Дёгтебетоном называется уплотнённая дёгтебетонная
смесь, состоящая из щебня или гравия, песка, природного
или дроблёного, минерального порошка и дёгтя.
В зависимости от вязкости применяемого дёгтя смеси
подразделяются на горячие, с дёгтем вязкостью С
10 с и С
10
более 150 с и холодные с дёгтем вязкостью С
30
10
более
50
10
30
менее 150 с. Требования к качеству минеральных материалов
для дёгтебетона те же, что и для асфальтобетона.
Горячие смеси в зависимости от наибольшей крупности минеральных материалов подразделяются на крупнозернистые – до 40 мм, мелкозернистые – до 20 мм и песчаные –
до 5 мм. Холодные смеси подразделяют на мелкозернистые
и песчаные.
По остаточной пористости горячий дёгтебетон подразделяют на плотный – 2…5 % пор и пористый – 5…12% пор.
Горячие плотные щебёночные и гравийные мелкозернистые
смеси по содержанию щебня подразделяются на типы: Б –
35…50 % щебня и В – 20…35 % щебня.
По качественным показателям дёгтебетон подразделяют на две марки: I и II.
Из шести марок дёгтя в дёгтебетоне используют наиболее вязкие: Д-6 – для горячего и Д-4 и Д-5 – для холодного
асфальтобетона. Каменноугольный дёготь по своим свойствам отличается от нефтяного битума: он обладает канцерогенностью, меньшей теплостойкостью, меньшей пластичностью при низких температурах, высокой адгезионной актив-
142
ностью при объединении с каменным материалом, склонно-
Показатель
Для марок
I
II
Предел прочности при сжатии, МПа, при температурах:
20 ОС для всех дёгтебетонов:
не менее
2,1
1,6
не более
6,0
6,0
50 ОС для дёгтебетонов из щебёночных и гравийных смесей типов:
Б, не менее
0,8
0,6
В и песчаных, не менее
0,9
0,7
Водонасыщение, %
1,5…4,5
Коэффициент водостойкости, не менее
0,8
0,6
Коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении, не менее
0,7
0,5
Набухание, % по объёму, не более
1,0
2,0
Пористость минерального остова, %, для смесей
типа:
Б
15…19
В и песчаных
18…22
Остаточная пористость, %
2…5
стью к более быстрому старению. Эти особенности отражаются на свойствах дёгтебетона.
Таблица 9.1. Требования к физико-механическим
свойствам горячего плотного дёгтебетона
По свойствам дёгтебетон уступает асфальтобетону: он
обладает меньшей прочностью и теплостойкостью, более
низкой трещиностойкостью. В табл. 9.1. приведено нормирование показателей свойств горячего плотного дёгтебетона,
в табл. 9.2 – для дёгтебетонов из холодных смесей.
Дёгтебетон приготовляют в асфальтобетонных установках с мешалками принудительного действия.
143
Каменноугольный дёготь содержит канцерогенные ве-
Показатель
Для марок
I
II
Предел прочности при сжатии, МПа, при температуре 20 ОС для всех дёгтебетонов, не менее
1,2 0,7
Водонасыщение по объёму, %, не более
5…9
Коэффициент водостойкости, не менее
0,65
0,50
Коэффициент водостойкости при длительном
водонасыщении, не менее
0,50
0,45
Набухание, % по объёму, не более
3,0
4,0
Пористость минерального остова, %, не более
20
22
Остаточная пористость, %
6…10
щества, поэтому приготовление и применение дёгтебетонных смесей сопряжено с необходимостью соблюдения мер
безопасности.
Таблица 9.2. Требования к физико-механическим
свойствам холодного дёгтебетона
Слёживаемость холодных дёгтебетонных смесей, определяемая числом ударов, необходимых для разрушения образца, не должна быть более 10.
Плотный дёгтебетон применяют для устройства покрытий на дорогах II…IV категорий во II…IV дорожно-климатических зонах. Пористые дёгтебетоны применяют для устройства оснований и нижних слоёв двухслойных покрытий на
дорогах I…IV категорий, для устройства покрытий в I и IV
зонах. По санитарно-гигиеническим условиям устройство
верхних слоёв покрытий из дёгтебетона разрешено только
вне населённых пунктов.
Вопрос для самопроверки
1. Приведите составы, свойства и области применения
дёгтебетона.
144
10. СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Уровни проектирова-
ния системы
Суперпейв
Проектная интенсивность движения
при стандартной нагрузке 80 кН/ось
1 уровень
до 3 млн
2 уровень
от 3 до 30 млн
3 уровень
свыше 30 млн
АСФАЛЬТОБЕТОНА СУПЕРПЕЙВ (SUPERPAVE)
10.1. Общие положения и требования к асфальтобетону
Система Суперпейв (Superpave или Superior
erformance Pavements) – это метод проектирования составов
асфальтобетонных смесей для дорожных покрытий с повышенными заданными эксплуатационными характеристиками, с учетом транспортных нагрузок и климатических
условий эксплуатации.
Данная технология была разработана в США и стала
результатом многолетних исследований по увеличению
срока службы асфальтобетонных покрытий.
Система Superpave применима к плотным горячим ас-
фальтобетонным смесям для слоев оснований и покрытий и
направлена на решение таких проблемных свойств асфальтобетона как:
- колееобразование (пластическая деформация при по-
вышенных температурах);
- низкотемпературное трещинообразование;
- усталостное трещинообразование, связанное со вре-
менем эксплуатации.
Таблица 10.1.1. Рекомендации по применению
уровней проектирования
145
Система Суперпейв предусматривает три уровня про-
ектирования асфальтобетона в зависимости от интенсивности движения: числа приложений стандартной нагрузке 80 кН/ось
(ЭООН), миллион (табл. 10.1.1).
Уровень 1 предусматривает проектирование асфальто-
бетонных смесей, основанное на определении количества
воздушных пустот в смеси, количества пустот в минеральном заполнителе и пустот, заполненных битумом. Проектирование на уровне 1 применяется на большинстве автомобильных дорог.
Уровень 2 применяется для участков автомобильных
дорог с высокой грузонапряжённостью. Проектирование на
уровне 2 включает в себя проектирование уровня 1 и дополнительные испытания асфальтобетона с целью определения
и прогнозирования эксплуатационных характеристик асфальтобетона такие как:
-деформации сдвига асфальтобетона (остаточная де-
формация);
- прочность на растяжение и жёсткость асфальтобетона
(низкотемпературное трещинообразование).
Уровень 3 - это уровень проектирования для покрытий
автомобильных дорог с весьма высокой транспортной
нагрузкой и в суровых климатических условиях при новом
строительстве. Включает в себя проектирование на уровнях
1 и 2; отличается от уровня 2 более широким диапазоном
температур и нагрузок.
Требования по пустотности в минеральном заполнителе и пустотности, заполненной битумом, по методу объёмного проектирования асфальтобетона Суперпейв представлены в табл. 10.1.2.
146
Таблица 10.1.2 Требования к пустотности асфальтобе-
Число про-
ездов осей
с расчетной
нагрузкой
80 кН по
одной полосе, млн
Пустоты в минеральном заполнителе
(ПМЗ), %, не менее
Пустоты, заполнен
-
ные битумом, %
Диапазон отношени
я
пыль
– вяжущее
Номинальный максимальный размер
заполнителя, мм
37,5
25,0
19,0
12,5
9,5
4,75
<0,3
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
70-80
0,6-1,2
от 3 до 30
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
65-75
0,6-1,2
≥ 30
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
65-75
0,6-1,2
тонной смеси
10.2. Критерии подбора и испытания каменного
Большинство характеристик щебня, определяемых по
методу Суперпейв, являются аналогичными ГОСТ 8269.0-97
и ГОСТ 32703-2014. Это износостойкость, морозостойкость,
содержание дробленых зёрен, содержание пылеватых и глинистых частиц, содержание лещадных и игловатых зерен.
максимальный размер заполнителя. (табл. 10.2.1) Однако при
испытаниях по методу Суперпейв уделяется внимание на использование более мелких фракций гранулометрического состава каменного материала: вводится показатель «отношение пыль—вяжущее», коэффициент, выраженный как отношение между количеством наполнителя, прошедшим через
сито с размером ячеек 0,075 мм, и оптимальным содержанием вяжущего вещества (см. табл. 10.1.2). Это позволяет достигнуть более плотной упаковки минеральных материалов
в составе асфальтобетонной смеси. И, как следствие, получить материал с максимальной плотностью и каркасностью,
материала
147
то есть который сможет одинаково эффективно сопротив-
Таблица 10.2.1. Зависимость параметров гранулометриче-
ского состава асфальтобетонной смеси от расчетной
нагрузки
Число про-
ездов осей
с расчет-
ной нагруз-
кой 80 кН
по одной
полосе,
млн
Процент крупных
зерен с отколотой
гранью, не менее
Пористость не-
уплотненного
мелкого ка-
менного мате-
риала, % не
менее
Песча-
ный
экви-
валент,
% не
менее
Содержание зерен
пластин-
чатой и
иглова-
той
форм, %
не более
При глу-
бине
слоя ме-
нее 10
см
При глу-
бине
слоя бо-
лее 10
см
При
глу-
бине
слоя
менее
10 см
При
глу-
бине
слоя
более
10 см
<0,3
55/-
-/--- 40-
0,3-3
74/-
50/-
40
40
40
10
3-10
85/80
60/-
45
40
45
10
10-30
95-90
80/75
45
40
45
10
>30
100/100
100/100
45
45
50
10
ляться пластическим деформациям и усталостным разрушениям.
10.3. Критерии подбора и испытания вяжущего
Преимущество асфальтобетона, спроектированного по
системе Суперпейв, достигается посредством наиболее точного подбора марки битумного вяжущего по специально разработанной шкале PG Grade, основанной на температурных
диапазонах его применения - возможной максимальной и ми-
нимальной температуры покрытия на данном участке дороги
148
(табл. 10.3.1). Битумное вяжущее обозначается маркой «PG
Марки по
Марки по низкой температуре, ОC
PG 52
-10
-16
-22
-28
-34
-40
-46
PG 58
-16
-22
-28
-34
-40
PG 64
-10
-16
-22
-28
-34
-40
PG 70
-10
-16
-22
-28
-34
-40
PG 76
-10
-16
-22
-28
-34
PG 82
-10
-16
-22
-28
-34
X-Y»,
где: X – расчётная максимальная температура покрытия;
Y – расчётная минимальная температура покрытия
Таблица 10.3.1. Шкала PG Grade для определения
марки вяжущего
Для каждого диапазона максимальных и минимальных
температур покрытия предъявляются требования к так называемым фундаментальным параметрам вяжущего. Проводятся следующие лабораторные испытания. Для исходного
(несостаренного) битумного вяжущего определяют:
- температуру вспышки;
- динамическую вязкость при 135 °С;
- реологические характеристики битума: модуль сдвига
(это соотношение максимального напряжения при сдвиге к
максимальной деформации при сдвиге) и фазовый угол (временное запаздывание между приложенным напряжением
сдвига и деформацией).
Для состаренного битумного вяжущего определяют:
- изменение массы после старения;
- модуль сдвига и фазовый угол;
- жёсткость и наклон кривой ползучести.
149
10.4. Объёмное проектирование асфальтобетонной смеси
и прогноз её поведения
Приготовление образцов. После определения свойств
заполнителей проектируются три разных минеральных состава смеси, включая ориентировочное содержание вяжу-
щего, которое задают на основе имеющегося опыта. Готовят
цилиндрические образцы диаметром 150 мм и высотой от
110 до 120 мм. Уплотнение образцов производится на враща-
тельном уплотнителе (гираторе), имитирующим уплотнение
асфальтобетонной смеси гладковальцевым катком. Количе-
ство оборотов гиратора выбирается в зависимости от интенсивности и характера движения на участке строительства.
Определение параметров уплотняемости смеси. Для
каждого состава определяют плотность уплотнённой минеральной части и плотность уплотнённой асфальтобетоной
смеси, выявляя максимальные значения. На основании полученных данных вычисляют общее количество пустот
между зернами минерального заполнителя в уплотненной асфальтобетонной смеси (ПМЗ), количество воздушных пустот
в асфальтобетоне (Va) и оптимально эффективное содержание вяжущего ПНБ, выраженное в процентах от объема
ПМЗ. Выбирается тот гранулометрический состав, который
максимально удовлетворяет объемным требованиям.
На выбранном гранулометрическом составе смеси готовят 4 замеса с содержанием вяжущего: равным предполагаемому содержанию вяжущего, на 0,5% менее, на 0,5% более и на 1,0% более предварительно назначенному его содержанию. В результате приходят к искомой рабочей формуле
смеси.
Испытания асфальтобетонных образцов 1-го уровня
включают:
- пластическое течение,
- водостойкость.
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]