Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Асфальтобетон. Учебное пособие
.pdf
Таблица 2.1.1. Прочность и морозостойкость щебня и гравия для горячих смесей
Показатели
Значение для смесей марки
I
II
III
А
высо-
ко-
плот-
ных
Б
Пористых
и высоко
-
пористых
А Б В
Пористых
Б
В
Марка не ниже:
по дробимости
а) щебня из изверженных и метаморфических горных пород
1200
1200
800
1000
1000
800
600
800
600
б) щебня из осадочных пород
1200
1000
600
1000
800
600
400
600
400
в) щебня из металлургического шлака
-
1200
800
1200
1000
800
600
800
600
г) щебня из гравия
-
1000
600
100
800
600
400
600
400
д) гравия
- - - - -
600
400
600
400
по износостойкости
а) щебня из изверженных и метаморфических пород
И1
И1
Не
норм.
И2
И2
И3
Не
норм.
И2
И3
б) щебня из осадочных пород
И1
И2
То же
И1
И2
И3
То же
И3
И4
в) щебня из гравия и гравия
-
И1
То же
И1
И2
И3
То же
11
Продолжение таблицы 2.1.1
Показатели
Значение для смесей марки
I
II
III
А
высо-
ко-
плот-
ных
Б
Пористых
и высоко
-
пористых
А Б В
Пористых
Б
В
по морозостойкости:
для всех видов щебня и гравия:
а) для дорожно-климатических зон I, II, III
F50
F50
F25
F50
F50
F25
F15
F25
F25
б) для дорожно-климатических зон IV, V
F50
F50
F25
F50
F25
F15
F15
F15
F15
12
2.2. Песок
Группа песка
Модуль крупно-
сти, Мк
Повышенной крупности
Крупный
Средний
Мелкий
Очень мелкий
Тонкий
Очень тонкий
Св. 3,0 до 3,5
» 2,5 до 3,5
» 2,0 до 2,5
» 1,5 до 2,0
» 1,0 до 1,5
» 0,7 до 1,0
До 0,7
Для асфальтобетона применяется природный песок и
песок из отсевов дробления горных пород.
Дроблёный песок получают дроблением скальных
пород или кристаллических металлургических шлаков.
Марка песка из отсевов дробления в зависимости от прочности по дробимости исходной горной породы должна
быть не ниже: из изверженных и метаморфических пород
-1000, из гравия и валунов – 600, из карбонатных пород –
400; определяется по дробимости исходного щебня фракции 5…10 мм.
Песок подразделяется на фракции: св. 2,5 до 5 мм; св.
1,25 до 2,5 мм; св. 0,63 до 1,25 мм; св. 0,315 до 0,63 мм; св.
0,16 до 0,315 мм, мельче 0,16 мм.
Каждую группу песка характеризуют значением модуля крупности Мк, указанным в таблице 2.2.1.
Для приготовления асфальтобетона применяют
крупно- и среднезернистые пески, которые вместе с другими минеральными материалами обеспечивают наибольшую плотность смеси.
Таблица 2.2.1. Классификация песка по крупности
Содержание
в среднем и
крупном песке
зёрен крупностью свыше 10 и
5 мм не должно
превышать соответственно 5 и
15 %. Для песков, применяе-
13
мых в составе асфальтобетонных смесей, содержание зёрен размером менее 0,16 мм не нормируется, а наличие
пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 2
%, глины в комках - 0,25 %.
Пески не должны содержать посторонних засоряю-
щих примесей. Пескам должна быть дана радиационно-гигиеническая оценка. Песок в зависимости от значений
удельной эффективной активности естественных радио-
нуклидов А
- А
эфф
применяют:
эфф
св. 370 до 740 Бк/кг — для дорожного строи-
тельства в пределах территории населенных пунктов и зон
перспективной застройки;
- А
св. 740 до 1500 Бк/кг — в дорожном строитель-
эфф
стве вне населенных пунктов.
Может применяться также песок природный обога-
щенный с крупностью зёрен до 5 мм, с улучшенным зерновым составом и меньшим содержанием пылевидных и
глинистых частиц и песок природный фракционированный, разделенный на две или более фракций.
2.3. Минеральный порошок
Минеральный порошок – материал, полученный
при помоле горных пород или твёрдых отходов промышленного производства. Минеральный порошок является
важной активной структурной составной частью асфальтобетона. Благодаря своей развитой поверхности он адсорбирует на себя большую часть битума в тонкоплёночном
состоянии. Вместе с битумом он образует асфальтовяжу-
щее вещество (АВВ), объединяющее частицы минераль-
ных заполнителей в единый монолит, повышающее плотность, механическую прочность, способность к упругим
и пластическим деформациям, теплоустойчивость асфаль-
тобетона.
14
Минеральный порошок может быть активированным
Показатели
Значения для порошка марки
МП-1
МП-2
неактивированный
порошок
активиро-
ванный
порошок
Зерновой состав, %
по массе:
мельче 1,25 мм
≥ 100
≥ 100
≥ 95
мельче 0,315 мм
≥ 90
≥ 90
От 80 до
95
мельче 0,071 мм
От 70 до 80
От 70 до 80
≥ 60
Пористость, %, не
более
35
30
40
Набухание образцов
из смеси порошка с
битумом, %, не более
2,5
1,8
3,0
Водостойкость образцов из смеси порошка с битумом,
%, не более
Не нормируется
0,7
Показатель битумоёмкости на 100 см
3
порошка, г, не более
Не нормируется
80
Влажность, % по
массе, не более
1,0
Не норми-
руется
≥ 2,5
при добавлении в него при помоле активирующих поверхностно-активных веществ (ПАВ), повышающих адгезию
битума к каменным материалам.
Таблица 2.3.1. Показатели свойств минеральных
порошков (ГОСТ Р 52129-2003)
15
Порошки в зависимости от показателей свойств и
применяемых исходных материалов подразделяют на
марки:
МП-1 - порошки неактивированные и активирован-
ные из осадочных карбонатных горных пород (как правило, известняков и доломитов прочностью не менее 20
МПа) и порошки из битуминозных пород;
МП-2 - порошки из некарбонатных горных пород,
твердых и порошковых отходов промышленного производства, измельченные основные металлургические
шлаки, золы-уноса, золошлаковые смеси, пыль-уноса цементных заводов.
Показатели свойств порошков должны соответство-
вать требованиям, установленным в таблице 2.3.1.
Вследствие того что минеральные порошки имеют
тонкозернистый состав, они обладают повышенной гигроскопичностью и комкуются при длительном хранении на
складе. Значительно улучшаются свойства минеральных
порошков после предварительной гидрофобизации - обработки при помоле небольшими дозами жидкими органическими веществами.
2.4. Битумы
Выбор битума для асфальтобетона зависит от вида
асфальтобетона, климатических условий района строительства и категории дороги.
Для горячих асфальтобетонных смесей применяют
следующие марки битумов:
- вязкие нефтяные дорожные битумы БНД 40/60,
БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД
200/300, БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 (по
ГОСТ 22245-90);
16
- вязкие нефтяные дорожные битумы БНД 130/200,
БНД 100/130, БНД 70/100, БНД 50/70, БНД 50/35, БНД
20/35 (по ГОСТ 33133-14);
- полимербитумное вяжущее ПБВ 300, ПБВ 200, ПБВ
130, ПБВ 90, ПБВ 60, ПБВ40 (по ГОСТ Р 52056-2003);
- битуморезиновое вяжущее БИТРЕК марок БИТ-
РЕК90/130, БИТРЕК 60/90, БИТРЕК 40/60 (по ТУ 5718-01-
58528024-04);
- жидкие дорожные битумы СГ 130/200, МГ 130/200,
МГО 130/200 (по ГОСТ 11955-82).
Для холодных смесей применяются жидкие дорожные битумы марок СГ 70/130, МГ 70/130, МГО 70/130, СГ
130/200, МГ 130/200, МГО 130/200 (по ГОСТ 11955-82).
Особое внимание придаётся выбору битума для асфальтобетона на дорогах I и II категорий с тяжёлым интен-
сивным транспортным движением.
2.5. Поверхностно-активные вещества
и модифицирующие добавки.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) улучшают
сцепление с поверхностью каменных материалов, повышают водостойкость асфальтобетона, уплотняемость асфальтобетонных смесей. Применяют ПАВ двух классов:
анионные и катионные.
Анионные (АПАВ) – железные соли карбоновых кис-
лот (смола госсиполовая, гудрон жировой и др.) улучшают
сцепление битумов с поверхностью минеральных материалов основного характера (известняков, доломитов). Они
оказывают структурирующее действие на битум, в результате чего необходимо повышение температуры при приготовлении и укладке асфальтобетонной смеси. Эти добавки
вводятся в битум в количестве 3…6% от массы битума.
17
Катионные (КПАВ) – продукты на основе полиэти-
ленполиамина и синтетических жирных кислот улучшают
сцепление битума с кислыми породами (гранитами, песчаниками, кварцитами). Они оказывают деструктурирующее
действие на битум, значительно улучшают смачивание каменного материала битумом, уменьшая его расход, снижают температуру приготовления и укладки асфальтобетонной смеси. Они затормаживают структурообразование
асфальтобетона. Их вводят в битум в количестве
0,25…1,5%.
Неионные ПАВ – торфяной и каменноугольный де-
готь в количестве 5…8% от массы битума – оказывают на
битум пластифицирующее действие, приводит к некоторому уменьшению расхода вяжущего и снижению температуры приготовления смеси.
Модифицирующие полимерные добавки применяют
в дорожных битумах для повышения сдвигоустойчивости
и трещиностойкости асфальтобетона. В качестве модифицирующих добавок применяют различные полимеры. В
частности, например, стиролбутадиенстирол (4% БСБ) для
производства полимербитумного вяжущего.
Стабилизирующая добавка применяется при производстве щебёночно-мастичного асфальтобетона: в основном используют целлюлозные волокна или гранулы на их
основе.
Модифицированная техническая сера применяется
для частичной замены (до 30 %) битума при производстве
сероасфальтобетона.
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите требования, предъявляемые для круп-
ного заполнителя, применяемого для асфальтобетона.
2. Перечислите требования, предъявляемые для песка,
применяемого для асфальтобетона.
18
3. Перечислите требования, предъявляемые для мине-
рального порошка, применяемого для асфальтобетона.
4. Какие вяжущие применяются для изготовления ас-
фальтобетона?
5. Какие добавки применяются при изготовлении ас-
фальтобетона и их назначение?
3. СТРУКТУРА АСФАЛЬТОБЕТОНА
3.1. Распределение битума в асфальтобетоне
и его взаимодействие с минеральными материалами
Равномерное распределение битума в асфальтобе-
тоне решающим образом влияет на прочность, устойчивость и долговечность дорожного покрытия.
В случае неполного покрытия минеральных зёрен
битумной плёнкой из-за недостатка битума асфальтобетон
разрушается во влажной среде вследствие проникания
воды через открытые места на зёрнах под битумную
плёнку и вытеснения её с поверхности зёрен.
Избыток битума ухудшает равномерность распреде-
ления вяжущего в асфальтобетоне и увеличивает толщину
битумной плёнки на поверхности минерального зерна.
Общая поверхность минерального материала (S
cм
),
которая покрывается битумной пленкой, складывается из
поверхностей минерального порошка (s
щебня (s
):
щ
S
= sмп + sп + sщ .
cмеси
), песка (s
мп
) и
п
Удельная поверхность минерального материала зависит не только от дисперсности, но и от характера поверхности его зёрен. Поверхность зёрен щебня из гранита,
андезита, плотного известняка более чем в 1,5 раза
больше, чем поверхность гравия и песка.
19
Если принять асфальтобетон, содержащий 40 %
Размеры
фракции, мм
Плотный
известняк
Гранит
Кварцевый
песок
< 0,071
0,26
0,25
0,22
0,071…0,14
1,86
1,84
1,40
0,14…0,315
3,6
3,4
2,8
0,315…0,63
4,4
4,3
3,7
0,63…1,25
9,0
6,7
5,8
1,25…2,5
18
20
12
2,5…5,0
33
39
23
5…10
54
64
38
10…15
66
78
52
15…20
72
84
58
щебня, 40 % дроблёного песка, 10 % природного кварцевого песка и 10 % известнякового минерального порошка,
то общая поверхность минеральных частиц будет равна 49
м2/кг. На долю минерального порошка, который составляет только 10 % общей массы, приходится 80 %, дроблёного песка 15 %, природного песка 4,7 % и на долю щебня,
содержание которого 40 %, 0,3 % общей поверхности минеральной части.
Удельная площадь поверхности минеральной части
асфальтобетона возрастает от типа А (50…60 % мелкозернистого щебня) до типа Д (на природных или дроблёных
песках) почти в 3 раза: 29 м2/кг и 79,3 м2/кг.
Таблица 3.1.1. Толщина битумной плёнки, мкм, в за-
висимости от размера фракции
Толщина плёнки прямо пропорциональна количеству битума и величине зёрен в смеси. Как видно из таблицы 3.1.1, толщина битумной плёнки в асфальтобетоне
при оптимальном количестве битума измеряется от долей
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]