1. Определение зернового состава минеральной части

Расчет зернового состава минеральной части осуществляют по кривым плотных смесей. В результате получают минеральный состав с минимальным количеством пустот. Для расчета смесей с непрерывной гранулометрией по этому методу предельные размеры зерен соседних фракций должны отличаться в 2 раза, т.е.

, (9.16)

где d₁ – наибольший диаметр зерен минеральной части, устанавливаемой в зависимости от типа асфальтобетона, мм;d_m– наименьший диаметр зерен, соответствующий пылеватой фракции минерального порошка (обычно 0,005 мм).

Число фракций nна единицу меньше числа размеровmи его можно определить по формуле

. (9.17)

Величина, показывающая во сколько раз количество (массовая доля) последующей фракции меньше предыдущей, называется коэффициентом сбега К. ПриК = 0,8 смесь получается с наибольшей плотностью. Поскольку подобрать именно такую смесь трудно, то рекомендуется принимать коэффициенты сбега в пределах 0,7…0,84, при этом смеси получаются достаточно плотными. Зная размеры фракций, их количество и принятый коэффициент сбегаК(0,7 и 0,84), определяют массовое количество в процентах каждой фракции по формулам:

, (9.18)

, (9.19)

…………………………..

, (9.20)

где а₁– количество первой (наиболее крупной) фракции, %;а₂, а₃, …а_n– количество последующих фракций, %.

Сумма всех фракций (по массовому содержанию) равна 100%, т.е.

(9.21)

или . (9.22)

В скобках указана сумма геометрической прогрессии, следовательно, количество первой фракции, %, в смеси

. (9.23)

По этой формуле определяют процентное содержание первой фракции для К = 0,7 и дляК= 0,84. Затем определяют количество последующих фракций и на основании полученных данных строят предельные кривые плотных смесей, соответствующие предельным значениям коэффициента сбега. Кривая гранулометрического состава конкретной рассчитываемой смеси должна располагаться между предельными кривыми.

В случае невозможности расчета плотной минеральной смеси с непрерывной гранулометрией (при отсутствии крупнозернистых песков и невозможности обогащения мелких песков высевками) необходимая плотность может быть достигнута и для смесей с прерывистой гранулометрией.

Стандартом (ГОСТ 9128) установлены требования к зерновому составу минеральной части смесей и асфальтобетонов. В качестве примера в таблице 9.13 приведены требования к зерновому составу минеральной части смесей для нижних слоев покрытий и оснований, а в таблице 9.14 – к зерновому составу минеральной части горячих смесей плотного асфальтобетона типа Б с непрерывной и прерывистой гранулометрией.

Таблица 9.13. Зерновой состав минеральной части асфальтобетоннных смесей для нижних слоев покрытий и оснований, в % по массе

Вид и тип смесей и асфальтобетонов	Размер зерен, мм, мельче
	5,0	0,63	0,071
Плотные типов: А Б Пористые Высокопористые щебеночные Высокопористые песчаные	40...50 50...60 40...60 40...60 90...100	12...50 20...60 10...60 10...60 25...85	4...10 6...12 0...8 4...8 4...10

Таблица 9.14. Зерновой состав минеральной части асфальтобетоннных смесей для верхних слоев покрытий, в % по массе

Предельные размеры зерен, мм	Всмесях с непрерывной гранулометрией	В смесях с прерывистой гранулометрией
20 15 10 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071	90…100 80...100 70…100 50…60 38…48 28…37 20…28 14…22 10…16 6…12	90…100 80…90 70...77 50…60 38…60 28…60 20…60 14…34 10…20 6…12

В данной работе студенты рассчитывают с учетом двух предельных значений коэффициента сбега (0,7 и 0,84) оптимальный зерновой состав минеральной части плотного асфальтобетона. Результаты заносят в таблицу 9.15.

Таблица 9.15. Оптимальный зерновой состав минеральной части асфальтобетона

Предельные размеры зерен минеральной части, мм	К = 0,7		К = 0,84
	Количество зерен данной фракции, %	Количество зерен с размером меньше указанного, %	Количество зерен данной фракции, %	Количество зерен с размером меньше указанного, %

По данным таблицы 9.15 строят предельные кривые плотных смесей: по оси абсцисс откладывают размеры зерен, по оси ординат – количество зерен мельче данного размера.

Затем на основании ранее полученных данных о зерновом составе всех компонентов минеральной части асфальтобетона (щебня или гравия, песка и минерального порошка) назначают предварительный состав минеральной части, т.е. процентное содержание щебня (гравия), песка и минерального порошка. Зная зерновой состав каждого компонента и предварительный состав минеральной части, определяют количество каждой фракции минеральной части и содержание зерен мельче данного размера. Результаты расчета заносят в таблицу 9.16. По этим данным строят кривую гранулометрического состава рассчитываемой минеральной смеси. Если эта кривая находится между предельными кривыми плотных смесей, а также соответствует требованиям ГОСТ к зерновому составу минеральной части асфальтобетона (см. табл.9.13, 9.14), то минеральная часть подобрана правильно. В случае если кривая выходит за пределы плотных смесей, а также не соответствует требованиям ГОСТ к зерновому составу минеральной части асфальтобетона, изменяют соотношение между песком и минеральным порошком в зависимости от того, каких фракций недостает в смеси. Затем расчет минеральной смеси производят вновь и повторяют изменение состава до тех пор, пока кривая не уложится в область плотных смесей и допустимых пределов.

Таблица 9.16. Расчет состава минеральной части

Предельные размеры зерен минеральной части, мм	Количество данной фракции, %				Суммарное количество зерен с размером меньше указанного, %
	в щебне (гравии)	в песке	в минеральном порошке	суммарное