среда) к показателю наблгхания в обезвоженном керосине (неполярная среда): Минеральные порошки, активнее взаимодействующие с керосином, а следовательно, и с битумом, имеют коэффициент гидрофильности менее единицы. Такие порошки рекомендуются для асфальтобетона. Если к>1. то такие порошки являются гидрофильными, т. с. более активно взаимодействуют с водой. Коэффициент гидрофильности минеральных порошков из качественных известняков колеблется в пределах 0.75...0.85.

Карбонатные породы должны быть чистыми. Содержание глинистых примесей не должно превышать 5% (по массе).

При отсутствии карбонатных пород в качестве минеральных порошков используются порошкообразные отходы промышленности: пыль-уноса цементных заводов, золы от сжигания горючих сланцев и торфа, фильтрессная грязь сахарных заводов, асбестового производства, а также лессовидные грунты, луговая известь. формовочная земля металлургических заводов и т. д. Свойства этих материалов различаются, поэтому в каждом конкретном случае необходимы тщательные исследования с целью установления этих свойств и свойств получаемых асфальтобетонов как в лабораторных, так и в производственных условиях. Качество минеральных порошков может быть значительно повышено путем их активации. , Проф. Л. Б. Гсзснцвсй разработал технологию активации минерального порошка в процессе его приготовления.

Сущность активации состоит в том, что в процессе помола карбонатных пород в мельниц;- вводится поверхностно-активное вещество. В момент размола образуются мелкие частицы, поверхности которых имеют наибольшую химическую активность и поверхностную энергию, способствующую наиболее прочном)¹ контакт) адсорбирующихся веществ с этими поверхностями и образованию хемо-адсорбционных связей на границе раздела фаз. Как вытекает из работ П. А. Рсбиндсра. активаторы к том;- же снижают твердость материалов и облегчают их размол. В результате такой обработки поверхность частиц минерального порошка покрывается тонким слоем битума, толщина которого составляет десятые, а иногда и сотые доли микрона. Такие тонкие пленки битума на поверхности частиц минерального порошка можно получить именно в процессе размола материала. Обработка готовых литеральных порошков поверхностно-активными веществами затрудняется их высокой дисперсностью и поэтому нецелесообразна.

В качестве активаторов могут использоваться жидкие и вязкие битумы и дегти. смеси этих материалов, поверхностно-активные вещества, а также продукты переработки нефти и каменноугольных смол, древесные и торфяные смолы и т. д. Содержание активатора составляет 0.5..3%. В этом случае порошок получается сы­пучим, не комкустся и не смачивается водой, а при длительном хранении не слеживается в отличие от нсактивированных.

Свойства активированных минеральных порошков значительно отличаются от свойств нсактивированных. При их использовании значительно улучшается качество асфальтобетонов. так как повышается теплоустойчивость, деформационная способность, водостойкость, замедляется старение и т. д. К тому же экономия битума при этом составляет 10... 15% с учетом вяжущего на активацию. Активированные минеральные порошки как высококачественный материал рекомендуются ГОСТ 9128—76 для приготовления асфальтобетонов высоких марок. Одной из основных характеристик качества минеральных порошков (как активированных, так и нсактивированных) является тонкость помола, которая определяется путем просева взятой навески через набор сит. Главным показателем тонкости помола является просев навески через сито с раз­мером ячеек 0.071 мм, через которое должно проходить более 70% нсактивированного и более 80% активированного минерального порошка. Пористость минерального порошка определяется в уплотненном состоянии под давлением 40 МПа и не должна быть больше 35% объема.

Минеральные порошки при смешивании с битумом в асфальтобетонных смесях не должны комковаться и образовывать агрегаты из отдельных зерен. Должно быть обеспечено надлежащее сцепление вяжущего с частицами порошка. Набухание смеси минерального порошка, приготовленного из карбонатных пород, со­держащих более 5% глины, с битумом допускается до 2,5%. а бнту-моемкость — до 65 г на 100 см³.

Активированный минеральный порошок должен быть однородным по цвету и гидрофобным. Различие в содержании активизирующей смеси в пробах порошка, отобранных из каждой отпускаемой потребителю партии, не должно превышать ±0.15% массы порошка.

Минеральные порошки по показателям свойств должны удовлетворять требованиям ГОСТ 16557—78 (табл. 9.2).

Показатель битумоемкости минерального порошка определяют только при установлении пригодности новой горной породы или каменного материала для производства минерального порошка, а также в случае решения спорных вопросов о целесообразности использования его для приготовления асфальтобетона. Если минеральный порошок хотя бы по одному показателю не соответствует требованиям ГОСТа. бср>т повторно уже двойные пробы и проводят испытания. Т1ри неудовлетворительных результатах повторных испытаний вся партия минерального порошка бракуется.

Минеральный порошок поставляют массой до 100 т. В документе, удостоверяющем качество этого материала, указывается' наименование завода-изготовителя и его местонахождение: номер партии и масса минерального порошка; наименование горной породы, из которой изготовлен порошок; вид порошка (активированный или нсактивированный); наименование активатора и его содержание; основные показатели свойств (результаты испытаний). Минеральный порошок доставляют различными видами транспорта: цементовозами, специальными контейнерами, вагонами-бункерами, обычными вагонами и автомашинами, если материал упакован в четырех- или пятислойные бумажные мешки, а также, по согласованию с потребителем, навалом в крытых вагонах или судах при условии вакуумной или шнековой выгрузки. От склада к смесительным установкам асфальтобетонного завода минеральный порошок транспортируется закрытыми транспортерами, контейнерами, шнеками и пневматическим транспортом. Минеральный порошок должен храниться в закрытых бункерах или силосных башнях, а также закрытых складских помещениях. Нсактивированный минеральный порошок не может храниться длительное время, так как комкуется и слеживается, поглощая гигроскопическую влагу воздуха. Активированный минеральный порошок лишен этого недостатка, так как является гидрофобным материалом.

Для приготовления асфальтобетонных смесей используют нефтяные вязкие и жидкие, а также сланцевые битумы и битумные эмульсии, удовлетворяющие требованиям соответствующих ГОСТов.

Проектирование состава асфальтобетона.

Советскими и зарубежными исследователями разработано много методов проектирования состава асфальтобетона. Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Все методы можно разделить на экспериментальные и расчстно-экспери-мснтальныс.

Экспериментальные методы громоздки, так как предусматривают серию испытаний образцов из последовательно назначаемых составов, в результате таких «попыток» определяют наиболее качественный состав.

Расчстно-экспсриментальными могут быть названы методы, в основу которых положены закономерности, выраженные в виде количественных зависимостей между составляющими и позволяющие производить теоретические расчеты. Этими методами пользуются значительно чаще, так как они дают возможность изменять структуру и свойства асфальтобетона в нужном направлении.

Проектирование состава асфальтобетона заключается в определении рационального соотношения между составляющими его материалами, обеспечивающего определенные заданные технологические и эксплуатационные свойства. Для устройства однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий следует проектировать плотный, а для нижнего слоя — пористый, преимущественно крупнозернистый и реже срсднезсркистый асфальтобетоны, отличающиеся шероховатой поверхностью и обеспечивающие сцепление с

Для того чтобы запроектировать состав асфальтобетона, в задании на проектирование должно быть указано: а) для каких целей и конструктивных слоев будет использован асфальтобетон (для дорожного или аэродромного строительства, верхнего или нижнего слоя и т. д.); б) марка асфальтобетонной смеси и се тип — А. Б. В. Г и Д. а также плотность; в) вид асфальтобетона — горячий, теплый или холодный; г) крупность — мелкий, средний, крупный; д) характеристика исходных материалов. Запроектированный состав асфальтобетона должен быть экономичным и предусматривать применение местных дорожно­строительных материалов.

Наиболее известны следующие методы проектирования состава асфальтобетона: по асфальтовом;- вяжущему веществ;-, предложенный в 1909 г. проф. П. В. Сахаровым; по растворной части, разработанный в Московском Ушосдоре; по методу М. Дюрьс; по метод; Маршалла: по заданным эксплуатационным условиям работы покрытия, предложенный проф. И. А. Рыбьсвым; по методу поэтапного проектирования, разработанный в Белорусском поли техническом институте под руководством проф. Б. И. Ладыгина: по предельным кривым плотных смесей. Все эти методы проектирования пригодны для горячих, теплых и холодных асфальте- и дегтебетонов и могут быть использованы производственными лабораториями при подборе составов смесей.

При проектировании дорожных асфальтобетонов чаще всего применяют метод расчета состава асфальтобетона по предельным кривым плотных смесей, который введен ГОСТ 9128—76.

Этот метод разработан в СоюздорНИИ на основе исследований проф. Н. Н. Иванова и проф. В. В. Охотина. которые в основу метода положили зависимость прочности и других свойств асфальтобетона от плотности минеральной части при оптимальном содержании битума. Авторы считают, что достаточно плотную минеральную часть можно получить, когда размеры частиц уменьшаются в 2 раза, а массовое содержание частиц меньшей фракции от соседней большей составляет О.7...О.9. Это соотношение принято называть коэффициентом сбега и обозначать К-При проектировании минеральной части СоюздорНИИ рекомендует применять смеси с коэффициентом сбега 0.65...0,9. При /(=0,65 содержание в смеси минерального порошка незначительное, а при 0.9 — повышенное. Смеси с коэффициентом сбега 0,65... 0.9 характсриз;-ются оптимальной плотностью и достаточной удо-бообрабатывасмостью. Зерновой состав таких смесей называют непрерывным, так как в них имеются все фракции от максимального до минимального размеров.

При проектировании состава асфальтобетонной смеси минеральную часть принимают за 100%, а значением К задаются в пределах, установленных ГОСТом. Массовую долю каждой фракции вычисляют следующим образом. Определив содержание фракции максимального размера йтах и зная К. по зависимостям (9.1) вычисляют массовую долю всех остальных фракций. С целью проверки правильности расчета и качества запросктированной-минеральной части асфальтобетона полученные данные сравнивают с требованиями ГОСТа и строят график зернового состава асфальтобетона (рис. 9.3). Следует отмстить, что пределы полных просевов зерновых составов, рекомендуемых ГОСТ 9128— 76. получены расчетом по крайним значениям коэффициента сбега К.

С целью упрощения расчетов требуемые пределы полных просевов в процентах (т. с. содержание каждой фракции) обычно не вычисляются, а принимаются по ГОСТ 9128—76. Последние получены вышеизложенным методом в зависимости от назначения асфальтобетона, типа зернового состава минеральной части и максимального размера зерен щебня или песка (табл. 9.3). При этом рекомендуется строить график предельных кривых, которые ограничивают область кривых с плотным зерновым составом. Определив требуемые пределы полных просевов, приступают к определению необходимого содержания щебня, песка и минерального порошка в предположении, что частицы крупнее 5 мм содержатся только в щебне, а мельче 0.71 мм — только в минеральном порошке. Для приготовления асфальтобетона рекомендуется применять фракционированный щебень. Содержание каждой фракции щебня в этом Олуш; определяется как разность между средними значениями требуемых просевов на соответствующих ситах.

Определив содержание щебня, песка и минерального порошка, рассчитывают содержание каждой фракции указанных материалов в минеральной части асфальтобетона. Для этого массовая доля каждой фракции исходного материала умножается на относительное содержание его в минеральной части. Для определения содержания каждой фракции в минеральной смеси вычисленные по зависимости (9.2) значения этих фракций суммируются, в результате чего получаются частные остатки на соответствующих ситах.

По полученным частным остаткам определяются полные остат ки. а по последним — полные просевы через тс же сита запроектированной минеральной части. Полные просевы наносятся на график зернового состава минеральной части асфальтобетона (см. рис. 9.3).

Если кривая полных просевов укладывается в область, ограниченную предельными кривыми, и эта кривая имеет плавное очертание, то считается, что минеральная часть запроектирована правильно. Если же запроектированный состав не укладывается в указанную область или кривая имеет резкие изломы, следует из­менить соотношение между материалами и повторить расчет.

Оптимальное содержание битума устанавливается опытным путем. Для этого при известной доле минеральной части делают не менее трех замесов асфальтобетонной смеси с различным содержанием битума с разницей в 0.5%. Содержание битума может приниматься в пределах, рекомендуемых ГОСТ 9128— 76. Приготовленные из смесей образцы испытываются на водонасыщекие и предел прочности на сжатие при температурах 20 ^СС и 50 "С. По полученным данным строятся графики изменения /?го, ^д50 и IV в зависимости от содержания битума (рис. 9.4). по которым устанавливаются величины оптимального его содержания. Для этого на график наносятся минимальные допустимые пределы прочности асфальтобетона на сжатие при температуре 20 и 50 "С, а также верхний и нижний пределы водонасышения. По каждому показателю определяется предельное содержание битума, при котором обеспечивается требуемое значение показателя. За оптимальное содержание принимают нижний предел, при котором обеспечиваются требуемые значения всех показателей, т. с. К;о. Изо и \У. Для определения физико-механических свойств асфальтобетона готовятся образцы цилиндрической формы, диаметр (а) и высота (п) которых равны между собой. Уплотнение образцов производят под давлением 40 МПа в течение 3 мин. Крупнозернистые смеси испытывают на образцах с Г\ = (1=101 мм. средне- и мелко­зернистые — 71.4 мм. мелкозернистые и песчаные — 50.5 мм. Испытание образцов рекомендуется производить через 14... 15 ч после их изготовления. Разновидностью вышеописанного метода является проектирование состава асфальтобетона с применением минеральной смеси с прерывистым зерновым составом. При отсутствии промежуточных фракций пространство между кр;-пными .зернами заполняется более мелкими, и тем плотнее получается структура, чем больше разница в размерах между соседними фракциями. При смешении фракций, которые незначительно отличаются по размеру зерен, мелкие частицы раздвигают более крупные, а не заполняют пустоты. По данным проф. В. В. Охотина, этот недостаток устраним, и может быть получена наиболее плотная минеральная смесь при смешении зернистых материалов, если размеры их частиц последовательно уменьшаются в 16 раз с исключением всех промежуточных

На практике такие смеси широкого применения не нашли, так как при приготовлении и раскладке они легко расслаиваются; для их изготовления требуется рассев минеральных материалов на фракции нужных размеров, что не всегда возможно. Тем не менее асфальтобетонные смеси с прерывистым гранулометрическим (зерновым) составом рекомендуются ГОСТ 9128—76, а применяемые в настоящее время механизмы для устройства покрытий дают возможность в известной мере предотвратить расслаивание смеси. Поэтому такие смеси можно использовать для устройства дорожных покрытий.