Проектирование асфальтобетона

Требования к свойствам горячих и теплых асфальтобетонных смесей.

Свойства асфальтобетонных смесей и асфальтобетонов должны соответствовать СтБ 1033-2004. Стандарт распространяется на горячие, теплые и холодные ас­фальтобетонные смеси, применяемые для строительства покрытий и оснований авто­мобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий, а также на асфальтобетон (уплотненную асфальтобетонную смесь).

Горячие и теплые смеси типа А в зависимости от качественных показателей подразделяют на две марки (I и И), типов Б, В и Г — на три марки (I, II и Ш), типа Д - на две холодные марки (II и III).

Холодные смеси типов Б подразделяют на две марки (I и II), смеси типа Г могут быть только I марки, типа Д'— только II марки.

Горячие и теплые смеси для пористых и высокопористых асфальтобетонов под­разделяют на две марки (I и II).

Порис­тость минерального остова плотных ас­фальтобетонов из смесей типов А и Б должна быть 15... 1Я%, типов В, Г и Д - 18... 20% по объему. В I дорожно-климатической зоне, ха­рактеризуемой холодными зимними усло­виями, предъявляются повышенные требования к остаточной пористости и водонасыщению асфальтобетонов и более низ­кие к прочности. В теплом и жарком, климате (IV и V зоны) остаточная порис­тость и водонасыщение допускаются боль­ше.

Требования к прочности при температуре 50°С, которая характеризует сдвигоустойчивость в летнее время, более жесткие. Пористость минерального остова пористых асфальтобетонов не должна быть более 23 % по объему, щебе­ночных (гравийных) высокопористых -более 24 %, песчаных высокопористых -более 28 % по объему. Водонасыщение пористых асфальтобетонов не должно быть более 12 % по объему, высокопо­ристых - более 18 %. Набухание пористых и высокопористых асфальтобетонов из смесей I марки не должно быть более 1 %, из смесей IIмарки – более 2% по объему.

Проектирование асфальтобетона — это комплексный процесс, позволяющий пра­вильно назначать его состав с учетом ра­боты под воздействием транспортных средств и окружающей среды.

Проектирование асфальтобетона

включает:

1. Анализ условий работы проектиру­емого асфальтобетона в конструкции.

2. Выбор способа производства работ в зависимости от погодно-климатических условий района строительства.

3. Выбор исходных материалов с уче­том их стоимости и дефицитности.

4. Расчет состава асфальтобетона, ко­торый включает:

4.1. Расчет состава минеральной части.

4.2. Расчет оптимального количества битума.

4.3. Приготовление и испытание кон­трольной смеси.

5. Составление технической докумен­тации на запроектированный асфальтобе­тон и выдача ее на производство.

Анализ условий работы асфальтобето­на в конструкции включает ознакомле­ние с транспортными нагрузками, интен­сивностью движения, максимальными ук­лонами на трассе, экспозицией отдельных участков, геолого-климатическими усло­виями на трассе и др. Для выбора способа производства работ необходимо знать, в какой период года будут вести работы на тех или иных участках трассы и иметь сведения о средствах механизации по производству, укладке и уплотнению ас­фальтобетона.

Сбор данных и их анализ заканчи­вается выдачей технического задания на расчет состава асфальтобетона с макси­мальным использованием местных ма­териалов и экономией битума.

Выбор материалов начинают с изу­чения местных материалов и отходов промышленности и соответствия их тре­бованиям, предъявляемым к материалам для данного вида и типаасфальтобетона. В случае их несоответствия требованиям выбирают наиболее дешевые привозные материалы.

В результате выполненного анализа составляют техническое задание, в ко­тором указывают вид и тип асфальто­бетона, назначение и условия примене­ния, характеристику минеральных и вя­жущих материалов. На основе этих данных определяют требования, предъявляемые к асфальтобетонной смеси и асфальтобе­тону. В ос нове метода лежит принцип подбора сос­тава, обеспечивающего наибольшую прочность асфальтобетона при положительной температуре, заданную остаточную порис­тость и водонасыщение.

Величина, которая показывает, во сколько раз количество последующей фракции меньше предыдущей, называет­ся коэффициентом сбега К. При коэф­фициенте сбега 03 смесь получается с наибольшей плотностью. Однако вслед­ствие того что рассчитать минеральную смесь на материалах по коэффициенту сбега 0,8 трудно, Н. Н. Иванов предло­жил принимать коэффициент сбега в пре­делах от 0,7 до 0,9, при которых смеси получаются достаточно плотными.

Аналогично определяют процентное содержание первой фракции Y\ для коэф­фициента сбега К = 0,9. Зная количество первой фракции Y_x, легко определить Г₂,Т₃ит. д.

На основании полученных данных строят предельные кривые, соответствую­щие выбранным коэффициентам сбега. Кривые с коэффициентом сбега меньше 0,7 относят к составам минеральной части асфальтобетонной сме­си с незначительным содержанием минерального порошка. Составы, рассчитанные по коэффициенту сбега 0,9, содержат повышенное количество минерального по­рошка.

Высокие эксплуатационные показате­ли дают смеси с повышенным содержа­нием щебня и уменьшенным содержа­нием минерального порошка. Поэтому нормативные документы рекомендуют составы, вписывающиеся между предель­ными кривыми с коэффициентами сбе­га 0,65... 0,80, при этом пористость минерального остова должна соответствовать установленным требованиям (СтБ 1033-2004).

В случае невозможности расчета плот­ной минеральной смеси по предельным кривым (при отсутствии крупнозернис­тых песков и невозможности обогащения мелких песков высевками) необходимая плотность может быть подобрана по принципу прерывистой гранулометрии.

На следующем этапе расчета состава асфальтобетона определяют оптимальное количество битума. Существует несколько методов определения содержания битума в асфальтобетоне, но наиболее широко применяется метод, основанный на рас­чете количества битума по пустотности минерального остова и заданной порис­тости асфальтобетона.

Перспективен расчет количества биту­ма в смеси по методу И. В. Королева, основанному на битумоемкости минераль­ных компонентов.

Для определения содержания битума по первому методу формуют пробные образцы из смеси с заведомо малым со­держанием битума, затем определяют объ­ем пустот в минеральном остове.

26. Расчет количества битума в асфальто­бетоне.

Расчет количества битума в асфальто­бетоне по битумоемкости базируется на следующих положениях. Минеральные зер­на щебня, песка и частицы минерально­го порошка при приготовлении асфальто­бетонной смеси покрываются битумной пленкой определенной толщины, завися­щей от химико-минералогического сос­тава и размера зерен, свойств и количест­ва битума в смеси. Для каждой фракции минеральной части асфальтобетонной сме­си можно определить оптимальное со­держание битума, которое должно яв­ляться исходным для расчета количества битума на всю смесь.

По величине поверхности зерен каж­дой фракции и толщине пленки битума находят требуемое количество битума на одну фракцию зерен. Величина Б. является постоянной для данной марки битума и определенной фракции материала и называется битумоемкостью.

Трудность определения битумоемкос­ти минерального материала по приведен­ной формуле заключается в том, что не­обходимы данные о величине поверхности и толщине битумной пленки на зернах. Если неизвестна удельная площадь по­верхности минерального материала и тол­щина пленки на зернах, битумоемкость определяют путем приготовления и испы­тания пробных смесей. В этом случае расчет оптимального количества битума производят в два этапа: определение би­тумоемкости каждой фракции минераль­ной смеси и расчет количества битума.

Так как битумоемкость является пос­тоянной для определенной фракции дан­ного минерального материала, при приме­нении материалов, у которых битумо­емкость известна, можно пользоваться данными табл. Тогда расчет сводится к определению удельнойбитумоемкости каждой фракции к вычислению опти­мального содержания битума в смеси.

На расчетное содержание битум а влия­ет шероховатость зерен, степень запылен­ности, содержание глинистых включений, активность минерального материала и би­тума, плотность смеси. Поэтому опти­мальное содержание битума может нес­колько отклоняться от расчетного зна­чения.

Значения битумоемкости, по которым определяется оптимальное содержание би­тума, подходят для данного исследуемо­го материала. Однако, как показали срав­нительные испытания, ощутимой ошибки в расчете количества битума не будет, если принимать битумоемкость, имею­щуюся для материалов, близких по свой­ствам. Например, битумоемкость дроб­ленного песка ч щебня (высевок) и щеб­ня из сиенита, габбро, диабаза, базаль­та близка к битумоемкости мелкокрис­таллического гранита марки 1200.

Разработана типовая программа расчета количества битума в асфальтобетоне для ма­шин серии ЕС ЭВМ. Формула расчета переведе­на на язык ФОРТРАН-IV. В программу введены значения битумоемкости наиболее применяе­мых в производстве асфальтобетона каменных материалов, переменные значения зернового сос­тава конкретной смеси и соответствующие ко­эффициенты

Для проверки свойств асфальтобетон­ной смеси приготовляют и испытывают контрольные смеси. Как правило, это три состава с различным количеством битума. В первом составе принимают количество битума, рассчитанное по би­тумоемкости минеральных компонентов, во втором - на 0,5 % меньше, а в треть­ем - на 0,5 % больше. Смеси готовят формуют из них образцы и испытывают по стандартной методике, При необходи­мости вносят определенные коррективы в состав.

Проектирование состава асфальтобетона завершается составлением техничес­кой документации, в которую входят данные о свойствах исходных материа­лов, состав асфальтобетона и его стан­дартные свойства.

Дата добавления: 2014-01-07