Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Асфальтобетон. Учебное пособие
.pdf
Окончание таблицы 4.4.1
1
2
3 4 5 6 7 8 9
10
- сцеплению при сдвиге при температуре 50 °С, МПа, не менее, для асфальтобетонов типов:
высокоплотных
0,25
0,27
0,30 - - - - - -
А
0,23
0,25
0,26
0,22
0,24
0,25 - -
-
Б
0,32
0,37
0,38
0,31
0,35
0,36
0,29
0,34
0,36
В
- - -
0,37
0,42
0,44
0,36
0,40
0,42
Г
0,34
0,37
0,38
0,33
0,36
0,37
0,32
0,35
0,36
Д
- - -
0,47
0,54
0,55
0,45
0,48
0,50
Трещиностойкость по пределу прочности на растяжение при расколе при
температуре 0 °С и скорости деформирования 50 мм/мин для асфальтобетонов всех типов, МПа:
- не менее
3,0
3,5
4,0
2,5
3,0
3,5
2,0
2,5
3,0
- не более
5,5
6,0
6,5
6,0
6,5
7,0
6,5
7,0
7,5
51
Таблица 4.4.3. Водонасыщение высокоплотных и
Наименование
показателя
Значение для марки
I
II
Предел прочности при сжатии при
температуре
50°С, MПа, не менее
0,7
0,5
Водостойкость, не менее
0,7
0,6
Водостойкость при длительном
водонасыщении, не менее
0,6
0,5
Водонасыщение, % по объему, для:
пористых асфальтобетонов
Св. 4,0 до 10
Св. 4,0 до 10
высокопористых асфальтобетонов
Св. 10,0 до
18,0
Св. 10,0 до
18,0
Вид и тип асфальтобетона
Значение водонасыщения
Высокопотный
От 1,0 до 2,5
Плотные типов:
А
От 2,0 до 5,0
Б, В и Г
От до1,5 до 4,0
Д
От 1,0 до 4,0
плотных асфальтобетонов из горячих смесей
К пористым и высокопористым асфальтобетонам
предъявляются пониженные требования по сравнению с
плотными и высокоплотными асфальтобетонами (табл.
4.4.4).
Таблица 4.4.4. Показатели физико-механических
свойств пористых и высокопористых асфальтобетонов из горячих смесей
Область применения асфальтобетонов при устрой-
стве слоев покрытий приведена в табл. 1 Приложения.
52
Вопросы для самопроверки
1. В каких структурных состояниях может находиться ас-
фальтобетон в дорожном покрытии?
2. Какие виды потери прочности различают в асфальтобе-
тоне и при каких условиях?
3. При каких условиях определяют прочность при сжатии ас-
фальтобетона?
4. От чего зависит сдвигоустойчивость асфальтобетона?
5. От чего зависит трещиностойкость асфальтобетона?
6. Назовите реологические свойства асфальтобетона и как
они учитываются при проектировании и эксплуатации асфальтобетона.
7. От чего зависят водостойкость и морозостойкость ас-
фальтобетона? Назовите меры их повышения.
8. Перечислите нормативные механические показатели ас-
фальтобетона и условия их определения.
9. Перечислите физико-механические свойства асфальтобе-
тона.
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА АСФАЛЬТОБЕТОНА
Проектирование асфальтобетона – это комплексный
процесс, позволяющий правильно назначить его вид и состав, максимально обеспечивающий прочность и долговечность дорожного покрытия.
Проектированию состава асфальтобетона предше-
ствует подготовительный период, который включает:
- анализ условий работы проектируемого асфальтобе-
тона в конструкции дорожной одежды (интенсивность движения, транспортные нагрузки, погодно-климатические факторы);
- выбор исходных материалов с учётом их стоимости и
дефицитности.
Сбор данных и их анализ заканчивается выдачей тех-
нического задания на расчёт состава асфальтобетонной
53
смеси, в котором следует предусмотреть максимальное ис-
2.....
1
4
3
3
2
2
1
mm
d
d
d
d
d
d
d
d
пользование местных строительных материалов и экономию
битума. В техническом задании указывается:
- вид и тип асфальтобетона;
- характеристика минеральных материалов;
- характеристика вяжущего.
Расчёт состава асфальтобетона состоит из следующих
этапов:
1. Расчёт состава минеральной части.
2. Расчёт количества битума.
3. Приготовление и испытания контрольных образцов,
по результатам которых назначают оптимальное количество
битума.
4. Составление технической документации на запроек-
тированный асфальтобетон и выдача её на производство.
5.1. Расчёт состава минеральной части
Расчёт состава минеральной части асфальтобетона осуществляют по кривым плотных смесей, в результате его получают минеральный остов с минимальным количеством пустот. Между плотностью смеси и её гранулометрическим составом имеется определённая зависимость. Оптимальными
будут составы минеральных смесей, содержащие зёрна различного размера, диаметры которых уменьшаются в 2 раза:
,
где d1 – наибольший диаметр зёрен минеральной смеси,
устанавливаемый в зависимости от типа асфальтобетона,
dm - наименьший диаметр зёрен, соответствующий пылеватой фракции минерального порошка.
54
Величина, которая показывает, во сколько раз количе-
K
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
m
m
1
3
4
2
3
1
2
....
8,0....
1
3
4
2
3
1
2
mm
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
% по массе размера зёрен,
мельче, мм
Размер зёрен минерального материала
ство последующей фракции меньше предыдущей, называется коэффициентом сбега К
,
где Y1 – содержание наибольшей фракции смеси; Ym содержание наименьшей фракции в смеси.
При коэффициенте сбега К=0,8 смесь получается с
наибольшей плотностью.
.
Однако вследствие того, что рассчитать минеральную
смесь на обычных материалах по коэффициенту сбега 0,8
трудно, на практике принимают коэффициент сбега в пределах от 0,7 до 0,9, при которых смеси получаются достаточно
плотными.
Рис. 5.1.1. Предельные кривые оптимальных
гранулометрических составов смесей для плотных
типов асфальтобетона А, Б и В
55
Высокие эксплуатационные показатели дают смеси с
%100.
100
45
5
ЩЩ
повышенным содержанием щебня и уменьшенным содержанием минерального порошка. Поэтому нормативные документы рекомендуют составы, вписывающиеся между предельными кривыми с коэффициентами сбега 0,65…0,8 (рис.
5.1.1) при этом пустотность минерального остова должна соответствовать требованиям ГОСТ (см. табл. 4.4.2). Например, для плотных типов А и Б пустотность минеральной части составляет от 14 до 19 %.
Зерновые составы минеральной части горячих смесей
для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних
слоях покрытий (ГОСТ 9128-2013), приведены в табл.2 Приложения. Кривая гранулометрического состава конкретной
рассчитываемой смеси должна располагаться между предельными кривыми.
При расчёте состава асфальтобетонной смеси содержание в нём минеральной части принимают за 100 %, а содержание битума рассчитывают в процентах от массы минеральной части. При определении расхода щебня в нём учитывают
только истинно щебёночные частицы, т.е. зёрна крупнее 5
мм. Например, если по техническому заданию требуется сделать расчёт состава для асфальтобетона типа Б (содержание
щебня 40…50 %) и было принято, к примеру, 45 %, тогда количество щебня:
,
где Щ5 – содержание в щебне частиц мельче 5 мм.
При определении расхода минерального порошка учитывают только частицы мельче 0,071 мм. Для плотного горячего асфальтобетона типа Б содержание минерального порошка - от 6 до 12 % (табл. 2 Приложения). Назначив, например, 8 % минерального порошка, его содержание в смеси составит
56
%100.
8
071,0
МП
МП
,
где МП
- содержание в исходном минеральном порошке
0,071
частиц мельче 0,071 мм.
Массовую долю песка определяют по формуле
П = 100 - (Ш + МП), %.
Далее рассчитывается соответствующее содержание
каждой фракции – частные остатки - в щебне, песке и минеральном порошке. Частные остатки одинаковых фракций, содержащихся в песке и щебне, песке и минеральном порошке
суммируются, определяются частные остатки проектируемой смеси, по ним - полные остатки, полные проходы и по
последним (по полным проходам) строят кривую зернового
состава минеральной части проектируемого асфальтобетона.
Если кривая выходит за пределы оптимальной области, то
соотношение между щебнем, песком и минеральным порошком изменяют и повторяют расчёт.
5.2. Расчёт количества битума в асфальтобетоне
Существует несколько методов определения содержания битума в асфальтобетоне.
I. Рекомендуемое стандартом ориентировочное содер-
жание битума в асфальтобетонных смесях приведено в табл.
5.2.1.
Для уточнения оптимального количества битума для
данного вида асфальтобетона следует приготовить несколько смесей с содержанием битума, указанного в таблице
5.2.1 и отличающихся от них на 0,5 %. Например, 5,0; 5,5;
6,0; 6,5; 7,0 % и из каждой смеси изготовить по 12 образцов
57
для определения их плотности, пористости минерального
Вид смесей
Содержание битума,
% по массе
1. Горячие:
высокоплотные
4,0…6,0
плотные типов:
А
4,5…6,0
Б
5,0…6,5
В
6,0…7,0
Г и Д
6,0…9,0
пористые
3,5…5,5
высокопористые щебеночные
2,5…4,5
высокопористые песчаные
4,0…6,0
остова, прочности при 50 ОС, 20 ОС, 0 ОС и водонасыщения
Таблица 5.2.1. Ориентировочное содержание битума
в асфальтобетонных смесях
.
Определяются также и другие свойства, нормированные стандартом. По результатам испытания составляются
таблицы и графики и назначается оптимальное содержание
битума для смеси. Приведённый метод основан на получении максимальной прочности асфальтобетона
II. Оптимальное содержание битума можно рассчитывать по фактической пористости минерального остова и
остаточной пористости асфальтобетона.
Для этого на основе результатов расчёта минеральной
части для асфальтобетона требуемого вида и типа (например,
нормативная остаточная пористость для горячего плотного
асфальтобетона от 2,5 до 5 %) готовят асфальтобетонную
смесь с минимальным рекомендуемым содержанием битума
или уменьшенным на 0,3…0,5 %. Испытанием трёх образцов
определяют среднюю плотность асфальтобетона, среднюю и
58
истинную плотности минерального остова, пористость мине-
%,
)(
мо
б
ост
V
мо
V
Б
рального остова и остаточную пористость асфальтобетона.
Если остаточная пористость не соответствует нормативной, то из полученных характеристик рассчитывают требуемое количество битума по формуле
где Vмо – пористость минерального остова, %;
V
– остаточная пористость асфальтобетона, выбран-
ост
ная проектировщиком, %; ρ
рального остова, г/см3; ρ
б
средняя плотность мине-
мо –
– плотность битума, г/см3.
С рассчитанным количеством битума вновь готовят
смесь, формуют 3 образца и определяют остаточную пористость.
III. Расчёт количества битума по битумоёмкости минеральных зёрен основан на следующих положениях.
Минеральные зёрна при приготовлении асфальтобетона покрываются битумной плёнкой определённой толщины, зависящей от химико-минералогического состава,
размера и характера поверхности зёрен, свойств и количества
битума в смеси. Для каждой фракции минеральной части асфальтобетонной смеси можно определить оптимальное содержание битума, которое должно являться исходным для
расчёта количества битума на всю смесь.
По величине поверхности зёрен каждой фракции конкретного минерального материала и толщине плёнки находят требуемое количество битума на одну фракцию битума.
Эта величина Бi является постоянной для данной марки битума и определённой фракции материала и называется биту-
моёмкостью:
59
,
1
iiSi
n
i
Б
,
40
071,0
iPi
БкБ
Марка битума
БНД
40/60
БНД
60/90
БНД
90/130
БНД
130/200
БНД
200/300
Коэффициент к
1,10
1,05 1 0,95
0,90
где n – переводной коэффициент; δi – толщина битумной
плёнки, мкм; Si - удельная площадь поверхности минерального материала, м2/кг; ρ
– плотность битума г/см3.
i
Тогда расчёт сводится к определению удельной биту-
моёмкости каждой фракции и вычислению оптимального содержания битума в смеси:
где к - коэффициент вязкости битума, зависящий от марки
битума (см. табл. 5.2.2);
Б
- битумоёмкость i-той фракции
i
ала;
P
частный остаток i-той фракции материала, частей от
i -
минерального матери-
целого.
Таблица 5.2.2. Коэффициент к, зависящий от марки битума
В таблице 5.2.3 представлены удельные битумоёмкости
всех фракций некоторых минеральных материалов, наиболее
часто используемых для приготовления асфальтобетона.
Обычно для уточнения расчётного количества битума
приготовляют три смеси с различным содержанием битума,
отличающимся на 0,5% в большую и меньшую сторону от
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]