
- •Тюменская государственная архитектурно-строительная академия Кафедра «Строительные материалы» дорожно-строительные материалы
- •Введение.
- •Общие методические указания.
- •Раздел 1. Методические указания по разделам программы курса.
- •Глава 1. Начальные сведения о материалах.
- •Структура строительных материалов.
- •Свойства строительных материалов.
- •1.3. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 2. Материалы на основе минерального сырья.
- •2.1. Природные каменные материалы.
- •2.1.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.2. Керамические материалы.
- •2.2.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.3. Неорганические вяжущие вещества.
- •2.3.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.4. Растворы и бетоны на основе неорганических вяжущих веществ.
- •2.5. Расчет состава тяжелого цементного бетона.
- •Основные этапы расчета:
- •I этап: Расчет ориентировочного (начального) состава бетона
- •Значение коэффициента а1 и а2
- •Коэффициент раздвижки зерен в зависимости от расхода цемента и в/ц
- •2.5.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 3. Материалы на основе органических вяжущих.
- •3.1. Полимерные материалы.
- •3.1.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.2. Органические вяжущие вещества.
- •3.2.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.3. Дорожные бетоны на основе органических вяжущих материалов
- •3.3.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.4. Проектирование состава асфальтобетона.
- •Ориентировочный зерновой состав минеральной части
- •Глава 4. Материалы на основе древесины.
- •4.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 5. Металлические материалы.
- •5.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Раздел 2. Контрольное задание № 1.
- •Глава 6. Примеры решения задач.
- •6.1. Основные свойства.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •6.2. Горные породы.
- •Задача:
- •Задача.
- •3. Задача.
- •6.3. Керамические материалы.
- •1.Задача.
- •2.Задача.
- •3.Задача.
- •6.4. Неорганические вяжущие.
- •Решение: После обжига масса сухого известняка
- •6.5. Цементные бетоны.
- •1. Задача.
- •Раздел 3. Контрольное задание № 2.
- •Глава 7. Примеры решения задач.
- •7.1. Материалы на основе древесины.
- •7.2. Органические вяжущие.
- •Вязкость разжиженного битума
- •На вязкость составленного дегтя.
- •7.3. Бетоны на основе органических вяжущих.
- •Технические требования к щебню (гост 8267-93).
- •Технические требования к песку (гост 8736-93).
- •Технические требования к минеральному порошку. (гост 16557-78)
- •Показатели прочности и морозостойкости щебня и гравия (гост 9128-97)
- •Показатели физико-механических свойств плотных и высокоплотных асфальтобетонов из горячих смесей (гост 9128-97)
- •Характеристика битумов нефтяных дорожных (гост 22245-90)
- •Литература.
Ориентировочный зерновой состав минеральной части
асфальтобетонной смеси
МАТЕРИАЛ |
МАССОВАЯ ДОЛЯ ЗЕРЕН, % РАЗМЕРОМ |
||||||||||
20 |
15 |
10 |
5 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,16 |
0,071 |
<0,071 |
|
Щебень |
v |
v |
v |
v |
v |
|
|
|
|
|
|
Песок |
|
|
|
|
v |
v |
v |
v |
v |
v |
|
Минеральный порошок |
|
|
|
|
|
v |
v |
v |
v |
v |
v |
Σ частных остатков |
v |
v |
v |
v |
vv |
vv |
vv |
vv |
vv |
vv |
v |
Полные остат-ки в смеси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рекомендуе-мые пределы полных остат-ков. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этап IV. Определение оптимального содержания битума.
Оптимальное содержание битума можно определить двумя способами.
Ι способ. По битумоемкости минеральных зерен (метод ХАДИ)
ΙΙ способ. По фактической пористости минерального остова стандартных образцов асфальтобетона.
Ι способ основан на определении удельной битумоемкости каждой фракции минеральной смеси с учетом петрографической характеристики исходной горной породы щебня, песка и минерального порошка и пофракционной битумоемкости этих пород (табл.3.4.2.)
Таблица 3.4.2.
Битумоемкость каменных материалов на битуме БНД-90/130.
РАЗМЕР ФРАКЦИЙ, ММ |
БИТУМОЕМКОСТЬ, % |
||||
ПОРОШОК, ВЫСЕВКИ, ЩЕБЕНЬ из МЕЛКОЗ. ГРАВИЯ ГРАНИТНОГО |
ПОРОШОК, ВЫСЕВКИ, ЩЕБЕНЬ ИЗ ПЛОТНОГО ИЗВЕСТНЯКА |
ПРИРОДНЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ПЕСОК |
ПОРОШОК, ВЫСЕВКИ, ЩЕБЕНЬ ИЗ ПЕСЧАНИКА |
ДОЛОМИТОВАЯ ПЫЛЬ ОБОЖЖЕННАЯ |
|
20-40 10-20 5-10 2,5-5,0 1,25-2,5 0,63-1,25 0,315-0,63 0,14-0,315 0,071-0,14 менее 0,071
|
4,3 4,6 5,2 5,6 5,7 5,9 6,4 7,4 8,4 18 |
2,7 3,0 3,2 4,6 5,3 6,0 7,0 7,3 9,4 16 |
3,3 3,8 4,6 4,8 6,1 7,0 14 |
4,0 4,5 4,8 5,0 5,2 5,4 5,8 8,5 9,3 14 |
13,5 14,25 15,2 15,6 16,0 22,5 |
Оптимальное содержание битума в смеси определяют по формуле
Б= КΣ БiРi (3.4.10.)
где Бi – битумоемкость фракции, %
Рi – содержание фракции в смеси, в частях от целого;
К – коэффициент, зависящий от марки битума: для БНД 60/90 – 1,05;
БНД – 90/130 - 1,00; БНД 130/200 – 0,95; БНД 200/300 – 0,90.
ΙΙ способ является экспериментальным. Оптимальное содержание битума в асфальтобетоне вычисляют с учетом фактической пористости минерального остова стандартных образцов асфальтобетона, приготовленных в лаборатории по рассчитанному составу минеральной части и заданной остаточной пористости проектируемого асфальтобетона по ГОСТ 9128-97, с учетом климатических условий района строительства.
В соответствии с экспериментально-расчетным методом изготавливают смесь рассчитанного минерального состава с содержанием битума на 0,3…0,5% меньше нижнего предела по рекомендациям стандарта, формуют из нее три образца и определяют среднюю плотность асфальтобетона по формуле
ρАm=
.
(3.4.11.)
Здесь ρАm – средняя плотность асфальтобетона, кг/м3;
mо – масса образца, взвешенного на воздухе, кг;
m1 – масса образца, взвешенного на воздухе после выдерживания в ней в течение 30 мин, кг;
ρв – плотность воды, ρв=1000 кг/м3
Требуемое содержание битума
Б
= (
)
ρб/
,
(3.4.12.)
где
- пористость минерального остова
асфальтобетона, % объема;
-
заданная остаточная пористость
асфальтобетона при 20оС,
% объема;
ρб – истинная плотность битума при 20оС, кг/м3;
-
средняя плотность минерального остова,
кг/м3..
Последняя определяется по формуле
=
.
(3.4.13.)
Здесь qм – массовая доля минеральной части в асфальтобетоне, % (принимается 100%); qБ – массовая доля битума в асфальтобетоне, % (сверх 100% минеральной части).
Пористость минерального остова
,
(3.4.14.)
где ρМ – средневзвешенная плотность минерального остова асфальтобетона, кг/м3. Расчет ее ведут по формуле
ρМ=
(3.4.15.)
Здесь q1, q2, q3…..qn – содержание отдельных минеральных составляющих асфальтобетонной смеси, % по массе минеральной части; ρ1, ρ2, ρ3….ρn- истинные плотности отдельных минеральных составляющих асфальтобетонной смеси, кг/м3.
Вычислив оптимальное количество битума в асфальтобетонной смеси, приготовляют смесь, формуют из нее три образца и находят остаточную пористость полученного асфальтобетона. При ее соответствии ГОСТ 9128-97 готовят смесь того же состава и образцы из нее в количестве, необходимом, чтобы установить все нормируемые показатели физико-механических свойств.
Для холодных асфальтобетонов принятое на основании расчета и испытаний оптимальное содержание битума нужно уменьшить на 10…15%, во избежании слеживания смесей.
Этап V. Определив расходы всех компонентов, рассчитывают количество материалов на лабораторный замес с учетом диаметра формы и качества, контрольных образцов. Температура минеральных материалов, битума и асфальтобетонной смеси выбирается по ГОСТ в зависимости от вида асфальтобетона.
Из полученной смеси формуют образцы асфальтобетона.
Этап VI. Для полученных образцов (не менее, чем через 1 сутки) определяют основные физико-механические свойства. (плотность, водонасыщение, прочность при Т=20оС, при Т=50оС и коэффициент водостойкости).
Свойства контрольных образцов сравниваются с требованиями ГОСТ для выбранного вида и типа асфальтобетона. При соответствии свойств расчет заканчивается, если свойства контрольных образцов не соответствуют требованиям ГОСТ, то анализируются причины несоответствия и предлагаются рекомендации для корректирования состава