Рецепт асфальтобетонной смеси тип б марка 2: Состав асфальтобетонной смеси: пропорции материалов |

Содержание

Сравнительный анализ щебеночно-мастичного асфальтобетона и асфальтобетона типа А марки 1

Авторы:

Петров Александр Вадимович,

Пепеляева Нина Анатольевна

Рубрика: Технические науки

Опубликовано
в

Молодой учёный

№50 (445) декабрь 2022 г.

Дата публикации: 19.12.2022
2022-12-19

Статья просмотрена:

187 раз

Скачать электронную версию

Скачать Часть 1 (pdf)

Библиографическое описание:

Петров, А. В. Сравнительный анализ щебеночно-мастичного асфальтобетона и асфальтобетона типа А марки 1 / А. В. Петров, Н. А. Пепеляева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 50 (445). — С. 28-30. — URL: https://moluch.ru/archive/445/97865/ (дата обращения: 20.07.2023).

В

статье рассматривается сравнение щебеночно-мастичного асфальтобетона и асфальтобетона типа А марки 1.

Ключевые слова:

ЩМА, асфальтобетонная смесь, асфальтобетон, горячий плотный мелкозернистый асфальтобетон типа А марки 1.

В современном мире численность транспортных средств увеличивается в геометрической прогрессии, а также плотность потока, интенсивность и средняя скорость автомобилей, в связи с этим на дорожное покрытие возлагается большая нагрузка, которая негативно сказывается на ровность, колейность и истираемость верхнего слоя покрытия.

Дорога подвергается многочисленным нагрузкам во время эксплуатации от транспортных средств, различных по массе, природно-климатических факторов, такие как снег, дождь и других временных нагрузок. Все это способствует снижению срока службы дорожного покрытия и образованию дефектов.

В связи с этим, всем известный асфальтобетон типа А марки 1 все меньше справляется со своими первоначальными обязанностями, теряется целостность, появляются незначительные, а в последствии и очень значимые дефекты дорожного покрытия, на котором в скором времени придется производить ямочный ремонт, или во все замену верхнего слоя покрытия методом всевозможных фрезерований и укладки смеси.

Рассмотрим такой вид асфальтобетонной смеси, как ЩМА.

ЩМА — один из видов смесей, в состав входит песок, крупный заполнитель из щебня, битум, минеральный порошок и добавки. Рецепт смеси перед ее производством разрабатывается заводом производителем и согласовывается с контрольными инстанциями.

Данный строительный материал впервые изобрели еще в 60-х годах в Германии, но широко производить дороги с таким покрытием на территории РФ приобрел только в последние десятилетие.

Если сравнить асфальтобетон типа А марки 1 и щебеночно-мастичный асфальтобетон, можно заметить, что в ЩМА в состав входит 70–80 % крупного заполнителя, поэтому смесь, после укладки и уплотнения, имеет структурный каркас из щебня, который в свою очередь распределяет нагрузку равномерно, что делает покрытие более устойчивым к временным нагрузкам, дорога становится износоустойчивее, придает шороховатость, которое обеспечивает безопасное движение по ней путем увеличения сцепления шин транспортных средств с дорогой, а также в состав входит большое количество битумного вяжущего, что в последствии эксплуатации будет долговечнее и сдвигоустойчивее при различных климатических факторов.

Рис. 1. Сравнение ЩМА и асфальтобетона типа А марки 1

Рассмотрим преимущество ЩМА в сравнении с асфальтобетоном типа А марки 1:

— Повышенное сопротивление образованию трещин, сетки трещин и других дефектов.

— Большая водонепроницаемость, что в свою очередь, при правильном проектировании не даст воде попасть в нижние слои покрытия, остаться там и при понижении или повышении температур изменять свои геометрические параметры.

— Повышенная шероховатость, которая обеспечит безопасное движение с расчетной скоростью и интенсивностью

— Способность слоя покрытия оказать сопротивление возникающим деформациям при частым временным нагрузкам от транспортных средств как легковых, так и грузовых

— Экономию материала, так как при своих свойствах обеспечивает более тонкий слой с наилучшими свойствами

Но также, как и во всех строительных материалах есть некоторые нюансы и сложности. При укладке ЩМА, необходимо руководствоваться специальными технологическими регламентами, в которых прописано количество и способ уплотнения, транспортировка, и тогда дорожное покрытие сохранит свои качества и свойства.

ЩМА относится к самостоятельной группе дорожно-строительных материалов и отличается от обычного асфальтобетона тем, что при разработке рецепта смеси применяется жесткий допуск по размеру щебня. Это связано с большим количеством пустот, которые заполняются битумной эмульсией, в связи с этим получается отличное дорожное покрытие для дорог с большой интенсивностью транспортных средств.

Можно сделать вывод, что покрытие из ЩМА имеет высокую износостойкость к автомобильным шинам с шипами, что характерно для автомобильных дорог, находящихся в определенное время года со снежным накатом и наледью.

Литература:

1. СП 34.13330.2021. Свод правил. Автомобильные дороги.

2. СП 78.13330.2017. Свод правил. Автомобильные дороги.

3. ГОСТ 31015–2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный.

Основные термины (генерируются автоматически): асфальтобетон типа А марки, дорожное покрытие, безопасное движение, дорога, крупный заполнитель, нагрузка, покрытие, средство, щебеночно-мастичный асфальтобетон.

Ключевые слова

асфальтобетон,

асфальтобетонная смесь,

ЩМА,

горячий плотный мелкозернистый асфальтобетон типа А марки 1

ЩМА, асфальтобетонная смесь, асфальтобетон, горячий плотный мелкозернистый асфальтобетон типа А марки 1

Основные принципы подбора асфальтобетонных смесей

1. Подбор составов асфальтобетонных смесей

Состав
асфальтобетонной
смеси
подбирают
по
заданию,
составленному на основании проекта автомобильной дороги. В задании
указываются тип, вид и марка асфальтобетонной смеси, а также
конструктивный слой дорожной одежды, для которого она
предназначена.
Подбор состава асфальтобетонной смеси включает испытание и по
его результатам выбор составляющих материалов, а затем установление
рационального соотношения между ними, обеспечивающего получение
асфальтобетона со свойствами, отвечающими требованиям стандарта.
Минеральные материалы и битум испытывают в соответствии с
действующими стандартами, а после проведения всего комплекса
испытаний
устанавливают
пригодность
материалов
для
асфальтобетонной смеси заданного типа и марки, руководствуясь
положениями ГОСТ 9128-2009.
Выбор рационального соотношения между составляющими
материалами начинают с расчета зернового состава.
Минеральную часть крупно- и мелкозернистых асфальтобетонных
смесей при наличии крупного или среднего песка, а также отсевов
дробления рекомендуется подбирать по непрерывным зерновым
составам, при наличии мелкого природного песка — по прерывистым
составам, где остов из щебня или гравия заполняется смесью,
практически не содержащей зерен размером 5-0,63 мм.
Минеральную часть горячих и теплых песчаных и всех видов
холодных асфальтобетонных смесей подбирают только по непрерывным
зерновым составам.
Для удобства проведения расчетов целесообразно пользоваться
кривыми предельных значений зерновых составов, построенными в
соответствии с требованиями ГОСТ 9128-2009 (рис).
Смесь щебня (гравия), песка и минерального порошка подбирают
таким образом, чтобы кривая зернового состава располагалась в зоне,
ограниченной предельными кривыми, и была по возможности плавной.
При подборе зернового состава смесей на дробленых песках и
дробленом гравии, а также на материалах из отсевов дробления горных
пород, для которых характерно высокое содержание тонкодисперсных
зерен (мельче 0,071 мм), необходимо учитывать количество последних в
общем содержании минерального порошка.
При использовании материалов из отсевов дробления изверженных
горных
пород
полная
замена
минерального
порошка
их
тонкодисперсной частью допускается в смесях для плотных горячих
асфальтобетонов марки III, a также в смесях для пористых и
высокопористых асфальтобетонов марок I и II.
В смесях для горячих, теплых и холодных асфальтобетонов марок I и
II допускается только частичная замена минерального порошка; при
этом в массе зерен мельче 0,071 мм, входящих в состав смеси, должно
содержаться не менее 50% известнякового минерального порошка,
отвечающего требованиям ГОСТ 16557.
При применении материалов из
отсевов дробления карбонатных горных
пород в состав горячих и теплых смесей
для плотных асфальтобетонов марок II и
III, а также холодных смесей марок I и II
и
смесей
для
пористых
и
высокопористых асфальтобетонов марок
I и II минеральный порошок можно не
вводить, если содержание зерен мельче
0,071 мм в отсевах обеспечивает
соответствие
зерновых
составов
требованиям ГОСТ 9128-2009, а свойства
зерен мельче 0,315 мм в отсевах
отвечают
требованиям
ГОСТ
к
минеральному порошку.
Рис. Непрерывные зерновые составы
минеральной части горячих и теплых
мелкозернистых (а) и песчаных (б)
смесей для плотных асфальтобетонов,
применяемых
в
верхних
слоях
покрытий.
Рис. Прерывистые зерновые составы минеральной части
горячих и теплых мелкозернистых асфальтобетонных смесей
для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях
покрытий
Рис. Непрерывные (а) и
прерывистые (б) зерновые
составы минеральной части
горячих и теплых
крупнозернистых смесей для
плотных асфальтобетонов,
применяемых в нижних слоях
покрытия и слоях оснований.
При использовании в асфальтобетоне продуктов дробления
полиминерального гравия в IV-V дорожно-климатических зонах также
допускается не вводить в асфальтобетонные смеси марки II
минеральный порошок, если в массе зерен мельче 0,071 мм содержится
не менее 40% карбонатов кальция и магния (СаСО3+МgСО3).
В результате подбора зернового состава устанавливается
процентное соотношение по массе между минеральными
составляющими асфальтобетона: щебнем (гравием), песком и
минеральным порошком.
Содержание битума в смеси выбирают предварительно в
соответствии с рекомендациями прил. 1 ГОСТ 9128-2009 и с
учетом требований стандарта к величине остаточной пористости
асфальтобетона для конкретного климатического региона. Так в
IV-V дорожно-климатических зонах допускается применение
асфальтобетонов с более высокой остаточной пористостью, чем в
I-II, поэтому содержание битума в асфальтобетонах для этих зон
назначают ближе к нижним рекомендуемым пределам, а в I-II к верхним.
Рис. Непрерывные (а) и
прерывистые (б) зерновые
составы минеральной части
горячих и теплых крупно- и
мелкозернистых смесей для
пористых и высокопористых
асфальтобетонов,
применяемых в нижних
слоях покрытий и слоях
оснований.
В лаборатории готовят три образца из асфальтобетонной смеси с
предварительно выбранным количеством битума и определяют:
среднюю плотность асфальтобетона, среднюю и истинную плотность
минеральной части, пористость минеральной части и остаточную
пористость асфальтобетона по ГОСТ 12801-84. Если остаточная
пористость не соответствует выбранной, то из полученных
характеристик рассчитывают требуемое содержание битума Б (%) по
формуле:
Б
где V°пop — пористость минеральной части, % объема;
Vпор — выбранная остаточная пористость, % объема, принимается в
соответствии с ГОСТ 9128-2009 для данной дорожно-климатической
зоны;
rб — истинная плотность битума, г/см3; rб = 1 г/см3;
r°m — средняя плотность минеральной части, г/см3.
Рассчитав требуемое количество битума, вновь готовят
смесь, формуют из нее три образца и определяют
остаточную пористость асфальтобетона.
Если остаточная пористость совпадает с выбранной, то
рассчитанное количество битума принимается.
Асфальтобетонную смесь подобранного состава готовят в
лаборатории: крупнозернистую — 24-30 кг, мелкозернистую
— 8-10 кг и песчаную смесь — 3-4 кг. Из смеси изготавливают
образцы и определяют соответствие их физикомеханических свойств ГОСТ 9128-2009.
Если асфальтобетон подобранного состава не отвечает
требованиям стандарта по некоторым показателям,
например по прочности при 50°С, то рекомендуется
увеличить
(в
допустимых
пределах)
содержание
минерального порошка или применить более вязкий
битум; при неудовлетворительных значениях прочности
при 0°С следует снизить содержание минерального
порошка, уменьшить вязкость битума или ввести добавку
полимера.
При недостаточной водостойкости асфальтобетона целесообразно
увеличить содержание либо минерального порошка, либо битума; при
этом остаточная пористость и пористость минерального остова должны
оставаться в пределах, предусмотренных вышеупомянутым стандартом.
Для повышения водостойкости наиболее эффективны поверхностноактивные вещества и активированные минеральные порошки.
При
назначении
содержания
битума
для
холодных
асфальтобетонных смесей дополнительно следует предусмотреть меры,
чтобы смесь не слеживалась при хранении. Для этого после определения
требуемого количества битума готовят образцы для испытания на
слеживаемость. Если показатель слеживаемости превышает требования
ГОСТ 9128-2009, то содержание битума снижают на 0,5% и испытание
повторяют. Уменьшать количество битума следует до получения
удовлетворительных результатов по слеживаемости, однако при этом
необходимо следить, чтобы величина остаточной пористости холодного
асфальтобетона не превышала требований ГОСТ 9128-2009.
После корректировки состава асфальтобетонной смеси следует вновь
испытать подобранную смесь.
Подбор
состава
асфальтобетонной
смеси
можно
считать
законченным, если все показатели свойств асфальтобетонных образцов
отвечают требованиям вышеупомянутого ГОСТа.
Пример подбора состава асфальтобетонной смеси
Необходимо
подобрать
состав
мелкозернистой
горячей
асфальтобетонной смеси типа Б марки II для плотного асфальтобетона,
предназначенного для устройства верхнего слоя покрытия в III дорожноклиматической зоне.
Имеются следующие материалы:
— щебень гранитный фракции 5-20 мм;
— щебень известняковый фракции 5-20 мм;
— песок речной;
— материал из отсевов дробления гранита;
— материал из отсевов дробления известняка;
— минеральный порошок неактивированный;
— битум нефтяной марки БНД 90/130 (по паспорту).
Характеристика испытываемых материалов приведена ниже.
Щебень гранитный: марка по прочности при раздавливании в
цилиндре — 1000, марка по износу — И-I, марка по морозостойкости Мрз25, истинная плотность — 2,70 г/см3;
щебень известняковый: марка по прочности при раздавливании в
цилиндре — 400, марка по износу — И-IV, марка по морозостойкости Мрз15, истинная плотность — 2,76 г/см3;
песок речной: содержание пылеватых и глинистых частиц — 1,8%,
глины — 0,2% массы, истинная плотность — 2,68 г/см3;
материал из отсевов дробления гранита марки 1000:
содержание пылеватых и глинистых частиц — 5%, глины 0,4% массы, истинная плотность — 2,70 г/см3; материал из
отсевов дробления известняка марки 400: содержание
пылеватых и глинистых частиц — 12%, глины — 0,5% массы,
истинная плотность — 2,76 г/см3; минеральный порошок
неактивированный: пористость — 33% объема, набухание
образцов из смеси порошка с битумом — 2% объема,
истинная
плотность
2,74
г/см3,
показатель
битумоемкости — 59 г, влажность — 0,3% массы; битум:
глубина проникания иглы при 25°С — 94×0,1 мм, при 0°С 31×0,1 мм, температура размягчения — 45°С, растяжимость
при 25°С — 80 см, при 0°С — 6 см, температура хрупкости по
Фраасу — минус 18°С, температура вспышки — 240°С,
сцепление с минеральной частью асфальтобетонной смеси
выдерживает, индекс пенетрации — минус 1.
По
результатам
испытаний
пригодными
для
приготовления смесей типа Б марки II можно считать
щебень гранитный, песок речной, материал из отсевов
дробления гранита, минеральный порошок и битум марки
БНД 90/130.
Щебень известняковый и
материал из отсевов дробления
известняка не отвечают
требованиям табл. 10 и 11 ГОСТ
9128-2009 по показателям
прочности.
Зерновые составы отобранных
минеральных материалов
приведены в табл.
Расчет состава минеральной
части асфальтобетонной смеси
начинают с определения такого
соотношения масс щебня, песка
и минерального порошка, при
котором зерновой состав смеси
этих материалов удовлетворяет
требованиям табл. 6 ГОСТ 91282009.
Таблица
Расчет количества щебня
В соответствии с ГОСТ 9128-84 и рис. 2,а содержание частиц щебня
крупнее 5 мм в асфальтобетонной смеси типа Б составляет 35-50%. Для
данного случая принимаем содержание щебня Щ=48%. Поскольку
зерен крупнее 5 мм в щебне содержится 95%, то щебня потребуется
Щ=
Полученное значение заносят в табл. 7 и рассчитывают содержание
в смеси щебня каждой фракции (берут 50% количества каждой
фракции щебня).
Расчет количества минерального порошка
В соответствии с ГОСТ 9128-84 и рис. 2,а содержание частиц, мельче
0,071 мм в минеральной части асфальтобетонной смеси типа Б должно
быть в пределах 6-12%. Для расчета принимаем содержание частиц,
например, ближе к нижнему пределу требований, т. е. 7%. Если
количество этих частиц в минеральном порошке составляет 74%, то
содержание минерального порошка в смеси
МП =
Однако для наших условий следует принять 8% минерального
порошка, так как в песке и материале из отсевов дробления гранита уже
имеется небольшое количество частиц мельче 0,071 мм. Полученные
данные заносят в табл.7 и рассчитывают содержание минерального
порошка каждой фракции (берут 8%).
Расчет количества песка
Количество песка П в смеси составит:
П =100 — (Щ + МП) = 100 — (50 + 8) = 42%
Так как в данном примере использованы два вида песка (речной и
материалы из отсевов дробления гранита), необходимо определить
количество каждого из них в отдельности.
Соотношение между речным песком Пр и материалом из отсева
дробления гранита можно установить по содержанию в них зерен мельче
1,25 мм, которых согласно ГОСТ 9128-84 и рис. 2,а в асфальтобетонной
смеси типа Б должно быть 28-39%. Мы принимаем 34%; из них 8%, как
рассчитано выше, приходится на долю минерального порошка. Тогда на
долю песка остается 34-8=26% зерен мельче 1,25 мм. Учитывая, что
массовая доля таких зерен в речном песке — 73%, а в материале из отсевов
дробления гранита — 49%, составляем пропорцию для определения
массовой доля речного песка в минеральной части асфальтобетонной
смеси:
Для расчета принимаем Пр = 22%; тогда количество материала из
отсева дробления гранита составит 42 — 22 = 20%. Рассчитав аналогично
щебню и минеральному порошку количество каждой фракции в песке и
материале, из отсевов дробления гранита, записываем полученные
данные в табл. 7. Суммируя в каждой вертикальной графе количество
частиц мельче данного размера, получаем общий зерновой состав смеси
минеральных
материалов.
Сравнение
полученного
состава
с
требованиями ГОСТ 9128-84 показывает, что он удовлетворяет им.
Аналогично рассчитываем минеральную часть асфальтобетонной
смеси прерывистого зернового состава.
Определение содержания битума
Щебень, песок, материал из отсевов дробления гранита и
минеральный порошок смешивают с 6% битума. Такое количество
битума является средним значением из рекомендуемых в прил. 1. ГОСТ
9128-84 для всех дорожно-климатических зон.
Из полученной смеси приготавливают три образца диаметром и
высотой 71,4 мм.
Поскольку щебня в асфальтобетонной смеси
содержится 50%, смесь уплотняют комбинированным
методом: вибрированием на виброплощадке в течение
3 мин под нагрузкой 0,03 МПа (0,3 кгс/см2) и
доуплотнением на прессе в течение 3 мин под
нагрузкой 20 МПа (200 кгс/см2). Через 12 — 48 ч
определяют среднюю плотность (объемную массу)
асфальтобетона (образцов)
, истинную плотность
минеральной части асфальтобетона r° и на основании
этих данных вычисляют среднюю плотность
и
пористость минеральной части образцов.
Зная истинную плотность всех материалов и выбрав
по
ГОСТ
9128-2009
остаточную
пористость
асфальтобетона
Vпор
=
4%,
рассчитывают
ориентировочное
количество
битума.
Средняя
плотность пробных асфальтобетонных образцов при
содержании битума 6,0% (сверх 100% минеральной
части) равна 2,35 г/см3. В этом случае
г/см3;
г/см3;
Из контрольной смеси с 6,2% битума изготавливают три образца и
определяют остаточную пористость. Если она будет в пределах 4,0 ± 0,5%
(как было принято для мелкозернистого асфальтобетона из смесей типа
Б), то готовят новую смесь с таким же количеством битума, формуют 15
образцов и испытывают их в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-84
(по три образца на каждый вид испытания).
Если показатели свойств образцов, приготовленных из подобранной
смеси, имеют отклонения от требований ГОСТа, то необходимо провести
корректировку состава смеси и вновь ее испытать.

20.

Основные принципы подбора щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси

Основные принципы подбора
щебеночно-мастичной
асфальтобетонной смеси
Зерновые
составы
минеральной
части
смесей
и
асфальтобетонов должны соответствовать указанным в таблице.
Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов,
применяемых в конкретных дорожно-климатических зонах, должны
соответствовать указанным в таблице.
Таблица – основные показатели физико-механических
свойств щебеночно-мастичного асфальтобетона

23. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-10

24. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Применяемые битумные вяжущие
Зерновой состав минеральной части ЩМА-10

25. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Рис. — Зерновой состав минеральной части ЩМА-10

26. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Устройство верхних слоев дорожных
покрытий из ЩМА-10

27.

Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-15
Потребность в материалах для приготовления смеси

28. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Применяемые битумные вяжущие
Зерновой состав минеральной части ЩМА-15

29. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Зерновой состав минеральной части ЩМА-15

30. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Устройство верхних слоев дорожных покрытий из ЩМА-15

31. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-20
Потребность в материалах для приготовления смеси

32. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Применяемые битумные вяжущие
Зерновой состав минеральной части ЩМА-20

33. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Зерновой состав минеральной части ЩМА-20

34.

Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Устройство верхних слоев дорожных покрытий из ЩМА-20

35. Основные принципы подбора состава литой асфальтобетонной смеси

36. Компоненты, рецептура и свойства

Минеральный порошок предпочтительно
использовать
стандартный
и
удовлетворяющий требованиям таблицы.
Однако отвергать другие порошки без
достаточного обоснования не рекомендуется.

37. Компоненты, рецептура и свойства

Таблица

38. Компоненты, рецептура и свойства

Продолжение
таблицы

39. Компоненты, рецептура и свойства

Объективно оценить пригодность порошка для использования
в литом асфальтобетоне можно лишь по результатам испытаний
изготовленных на нем асфальтобетонных образцов.
Учет этого важного обстоятельства позволяет использовать в
некоторых типах литого асфальтобетона даже такие,
малопригодные на первый взгляд, порошки, как лессовые,
молотый мергель, гипсовый камень или гипс, фильтр-прессные
отходы сахарной промышленности, отходы содовых заводов,
феррохромовый шлак и др.
Песок играет важную технологическую и экономическую роль
в производстве литой асфальтобетонной смеси. При выборе
песка предпочтение отдают природному песку. Чем плотнее и
крупнее зерно, тем подвижнее и плотнее минеральная смесь и
тем меньше она требует битума. В отличие от минерального
порошка большинство природных морских, речных и озерных
кварцевых песков в химическую реакцию с битумом не вступает.
Для большинства литых смесей можно рекомендовать пески
удовлетворяющие требованиям стандарта и табл.

40. Компоненты, рецептура и свойства

Таблица

41. Компоненты, рецептура и свойства

Компоненты, рецептура и свойстваПродолжение
таблицы
Примечание. В качестве дробленного песка допускается применение
отсевов дробления с наибольшей крупностью зерен 5 мм изверженных,
метаморфических или плотных осадочных пород а также гравия.

42. Компоненты, рецептура и свойства

Для смесей I и II типов не рекомендуется использование отсевов
дробления, содержащих повышенное количество пылеватых
частиц, во избежание ухудшения подвижности смесей и
увеличения расхода битума.
Дробленые пески желательно использовать лишь как
добавку в природный окатанный песок при изготовлении смесей I
и II типов. в чистом виде их можно применять только в смесях III,
IV и V типов. Существенно улучшаются практически все свойства
литого асфальтобетона при введении в смесь высевок фракции 3-5
мм из трудно полируемых горных пород. Соотношение фракции 35 мм и фракции 5-10 в смеси следует принимать как 2:1 или 1,5:1.
Щебень (гравий) для щебенистых (гравийных) литых смесей
должен отвечать требованиям и табл. 3.
Не рекомендуется применять щебень, получаемый дроблением
слабых (марка по дробимости ниже 600) и пористых пород.
Пористый щебень быстро впитывает битум, и для обеспечения
необходимой подвижности смеси содержание битума приходится
увеличивать.

43. Компоненты, рецептура и свойства

В смесях для верхнего слоя требуется применять щебень из
плотных и трудно полируемых горных пород, кубовидной формы
максимальной крупностью до 15(20) мм. Причем для смесей I
типа щебень рекомендуется фракции 3-15 с соотношением зерен
размером 3-5, 5-10 и 10-15 мм как 2,5:1,5:1,0. Для смесей V типа
максимальный размер зерна может достигать 20 мм, а для III 40 мм. В последнем случае прочность исходной горной породы
может быть снижена на 20-25 %.

44. Компоненты, рецептура и свойства

Таблица

45. Компоненты, рецептура и свойства

Продолжение
таблицы 3
Примечание. «A» — щебень из метаморфических и изверженных
горных пород, «Б» — щебень из осадочных пород (кроме гравия), «В»
гравий, «Г» щебень из гравия или шлаков.

46. Компоненты, рецептура и свойства

Без особого ущерба для асфальтобетона из смесей II, III и V
типов, но с большой выгодой для производства, может быть
снижено требование к дробимости зерен щебня. Дробление зерен в
этих
асфальтобетонных
смесях
маловероятно,
так
как
формирование структуры в монолит происходит под влиянием
гравитации или вибрации и без участия тяжелых катков.
В литых смесях II, III и V типом можно с успехом применять
гравий. Благодаря окатанной форме и ультракислому характеру
поверхности зерен смесь имеет повышенную подвижность при
меньшем расходе битума.
Битум определяет фазовым состав асфальтового вяжущего
вещества в асфальтобетоне, подвержен наибольшим изменениям по
сравнению с другими компонентами смеси и влияет на
теплоустойчивость покрытия. Поэтому, ориентируются в основном
на вязкие марки, имеющие свойства, указанные в табл. 4.

47. Компоненты, рецептура и свойства

Если битум не обладает комплексом указанных
свойств, его улучшают добавками природных битумов,
битуминозных пород, эластомерами и т.п. К весьма
эффективным добавкам относятся природные битумы,
которые хорошо совместимы с нефтяными и просты в
использовании.
Природные битумы образовались из нефти в верхних
слоях земной коры в результате потери легких и
средних фракций — природной деасфальтизации нефти,
а также процессов взаимодействия ее компонентов с
кислородом или серой.
На территории нашей страны природные битумы
находятся в составе различных битуминозных пород и в
чистом виде встречаются редко.

48. Компоненты, рецептура и свойства

Таблица

49. Компоненты, рецептура и свойства

Месторождения битумов залегают в виде пластов, линз, жил и
на поверхности. Наибольшее количество битума содержится в
пластовых
и
линзовых
месторождениях.
Жильные
месторождения в нашей стране встречаются редко. Значительное
количество природного битума находится в поверхностных
месторождениях. По своему химическому составу эти битумы
сходны с нефтяными. Природные битумы бывают твердыми,
вязкими и жидкими. Твердые битумы (асфальтиты). Плотность
асфальтитов 1100-1200 кг/м3, температура размягчения 145…215
°С. В среднем асфальтит содержит 25% масел, 20% смол и 55%
асфальтенов.
Асфальтиты
обладают
повышенными
адгезионными
свойствами благодаря большому содержанию в их составе
природных поверхностно-активных веществ — асфальтогеновых
кислот и их ангидридов. Асфальтиты устойчивы к старению при
воздействии солнечной радиации и кислорода воздуха.

50. Компоненты, рецептура и свойства

Положительные результаты были получены при введении в
литую смесь дробленого полиэтилена, а также тонко
измельченного резинового порошка (ТИРП) в количестве 1,5% от
массы минеральных материалов.
В качестве добавки, повышающей теплоустойчивость литого
асфальтобетона, рекомендуют использовать дегазированную серу
в комовом, гранулированном (размер гранул до 6 мм) или
жидком виде.
Серу вводят в мешалку на горячие минеральные материалы,
т.е. перед подачей битума. Количество серы назначают в
пределах 0,25-0,65 от содержания битума. При этом количество
битума с серой составляет 0,4-0,6 от содержания минерального
порошка.

51. Компоненты, рецептура и свойства

Подводя итог сказанному, нужно иметь в виду, что большинство
перечисленных «ноу-хау» требуют преодоления серьезных
технических и технологических проблем, а также дополнительных
финансовых затрат, решить которые могут далеко не все
организации.
Увеличивая себестоимость производства, они не всегда
способствуют улучшению технологических свойств смесей и
эксплуатационных характеристик покрытия, а также здоровья
людей и экологии.
Рецептуру
смесей
рекомендуется
подбирать
по
специальной методике. К расчету содержания компонентов
приступают
после
определения
зернового
(гранулометрического)
состава
всех
минеральных
материалов и построения кривой рассева. Кривая должна
вписываться в рекомендуемые пределы для конкретного
типа смеси

52. Компоненты, рецептура и свойства

Таблица Зерновые (гранулометрические) составы литых
асфальтобетонных смесей

53. Компоненты, рецептура и свойства

Если кривая рассева не вписывается в рекомендуемые пределы,
производят корректировку содержания отдельных зерен, изменяя их
количество в минеральной смеси.
При расчете количества минерального порошка необходимо вносить
поправку на содержание в минеральной смеси пыли от песка и щебня.
Далее, руководствуясь численными значениями фазового состава
асфальтового вяжущего вещества (Б/МП) и его количества (Б+МП) для
соответствующего типа литой смеси, вводят дозу битума (полимербитума или
другого битумного вяжущего) и определяют показатели свойств.
Основными показателями свойств образцов литой смеси и асфальтобетона, на
заданные значения которых подбирают состав, являются для типов:
• I и V — подвижность, глубина вдавливания штампа и водонасыщение;
• II — подвижность, прочность при сжатии при +50 °С и глубина вдавливания
штампа;
• III — подвижность и водонасыщение;
• IV — водонасыщение и прочность при сжатии при +50 °С.

54. Компоненты, рецептура и свойства

Факультативно определяются прочность на растяжение при изгибе
и модуль упругости при 0 °С, а также коэффициент трещиностойкости,
как отношение величин указанных показателей.
При полном соответствии свойств смеси и асфальтобетона
требуемым (табл.), подбор считается успешно выполненным.
Таблица – Физико-механические свойства литого асфальтобетона

55. Компоненты, рецептура и свойства

Продолжение таблицы

Типы битумных смесей для дорожных покрытий — Применение в дорожном строительстве

🕑 Время чтения: 1 минута

Существуют различные типы битумных смесей с заполнителями для строительства дорожных покрытий. Применение этих битумных смесей для дорожных покрытий обсуждается в данной статье.

Состав:

Типы битумных смесей для строительства дорожных покрытий и их применение
- Плотные битумные смеси для дорожных покрытий
- Полуплотные битумные смеси
- Битумные смеси открытого типа
- Битумные смеси открытого типа

По характеру градации, выбранной для битумных смесей, их можно классифицировать на:

Смеси битумные плотные гранулированные
Полуплотные битумные смеси
Битумные смеси открытого типа
Битумные смеси с градацией зазоров

Рис. 1: Таблица градации плотности битумных смесей с плотным, открытым и щелевым гранулометрическим составом Плотность

Плотно отсортированная битумная смесь имеет непрерывную градацию, скажем, вблизи линии максимальной плотности. Битумная смесь с большим количеством мелкого заполнителя, т. е. песка, образует битумную смесь с открытым гранулометрическим составом.
Когда в смеси не хватает материалов двух или более размеров, она образует битумную смесь с зазорами. Полусортная смесь будет иметь градацию, лежащую между открытой градацией и градацией гэпа. Все варианты градации представлены на рисунке-1.

Плотные битумные смеси для дорожных покрытий

Эти смеси обладают сплошной градацией всех первичных заполнителей. Эти частицы упакованы вместе. Здесь поверхностное трение между частицами является причиной их свойства увеличения прочности.
Практически во всех возможных нежестких покрытиях, сооружаемых в мире, используются плотные градуированные битумные смеси.
Используется два основных типа плотной градуированной смеси. Это:

Плотный битумный щебень (DBM)
Асфальтобетон(БК)

Плотные битумные смеси

Эта смесь в основном используется для базового и связующего слоев. Это само состоит из двух градаций; Оценка-1 и Оценка-2. Класс-1 имеет номинальный максимальный размер заполнителя 37,5 мм (NMAS). В то время как Grading-2 имеет NMAS 25 мм.
Процентное содержание мелкого заполнителя в обоих сортах одинаково в диапазоне от 28 до 42%. Основным критерием, который отличает оба класса, является то, что класс 1 состоит из частиц большого размера, то есть от 25 мм до 45 мм.
Оценка-1 с NMAS 37,5 мм имеет много недостатков, таких как сегрегация. Эта сегрегация позже приведет к образованию сот. При более низких уровнях воздушной пустоты эти смеси становятся проницаемыми по сравнению с классом 2 с NMAS 25 мм.
Следовательно, класс 1 вызывает проблемы, связанные с воздействием воды. С увеличением NMAS проницаемость увеличится в несколько раз при нынешнем уровне пустот.

Рис. 2: Плотные битумные смеси Марка-1, смесь NMAS 37,5 мм — Сотовый дефект из-за сегрегации

Влияние номинального максимального размера заполнителя на проницаемость нежесткого покрытия представлено на графике, показанном на рисунке-3.
Сорт-1 имеет преимущество в устойчивости к колееобразованию по сравнению с классом-2. В сезон дождей покрытие из NMAS 37,5MM, Grade 1 должно быть загерметизировано или покрыто сверху. Это позволит избежать проникновения воды в дорожное покрытие и попадания мокрой смеси на щебень. Это курс WMM, также называемый источником щебня.

Рис.3: Влияние номинального максимального размера заполнителя на проницаемость нежесткого покрытия

Асфальтобетонные смеси (БС)

Асфальтобетонная смесь применяется в двух видах: Марка-1 и Марка-2. Класс-1 с NMAS 19 мм. Класс 2 калибра 13 мм как NMAS.
Из вышеприведенного описания плотных битумных смесей стало ясно, что плотные битумные смеси марки-2 имеют более широкое применение в качестве основы из-за меньшего количества недостатков по сравнению с плотными битумными смесями марки-1. Следовательно, это было необходимо для определения сорта связующего и поверхностного слоя.
Асфальтобетон марки-1 с номинальным максимальным размером заполнителя 19мм, так как слой вяжущего скрепляет базовый слой (густая битумная смесь Марка-1), а также слой износа асфальтобетон марки-2 с номинальной максимальной крупностью заполнителя 13 мм, с переходом НМАС 19 мм. Асфальтобетон марки-2 подходит для использования в качестве слоя износа.
Для облегчения средней и малой интенсивности движения необходимо было рассмотреть марку асфальтобетона с номинальным максимальным размером заполнителя 9,5 мм для строительства гладких и непроницаемых покрытий в городских районах.
Для облегчения подъема тонкого асфальта больше подходит асфальтобетон марки 3, чем марки 2. Асфальтобетон марки-2 НМАС 90,5 мм эффективно использовались при строительстве шоссе в США. Для большей проходимости рекомендуется БК класса-2.

Таблица 1: Рекомендуемые градации битумобетона (BC)

Полуплотные битумные смеси

Два типа полубитумных смесей, используемых при строительстве дорожного покрытия в Индии:

Полуплотный битумный бетон (SDBC)
Смешанная герметичная наплавка (MSS)

Полуплотный битумный бетон (SDBC)

Полуплотные асфальтобетонные смеси не имеют ни плотных, ни мелкозернистых характеристик. Он состоит из так называемых пессимумных пустот, когда они полностью построены.
Это слово является анонимом оптимума. Поэтому рекомендуется сделать так, чтобы смесь избавлялась от пессимумных пустот. Они имеют тенденцию улавливать влагу или воду, которые позже вызовут зачистку.
При укладке полуплотного асфальтобетона поверх слоя битумно-щебеночного (БМ) существует вероятность проникновения дождевой воды через ДББ и достижения БМ.
Это создаст разделение заполнителя и битума в слое БМ. Это вызовет зачистку и масштабирование SDBC. Масштабирование позже со временем приведет к выбоинам на дороге.

Рис. 4: Автомагистрали из полуплотного битумного бетона с мелкими выбоинами

Покрытие смешанного уплотнения (MSS)

Сочетание дизайна Mixed Seal Surfacing основано на IRC: SP:78-2008. Это альтернатива, используемая для премиксного ковра (PMC). И PMC, и MSS используются толщиной 20 мм.
Существует две градации, которые указаны для смеси для покрытия смешанного уплотнения. Это

Тип A — Закрытая градация со значением NMAS 9.5 мм
Тип B — открытая градация со значением NMAS 9,5 мм или 12 мм

Совокупный класс смеси MSS указан в таблице 2.

Таблица 2: Сортировка заполнителей для смешанной грунтовой смеси

Битумные смеси открытого типа

Битумные смеси открытого типа содержат мелкие заполнители в минимальном количестве, поэтому они очень водопроницаемы. Они используются в зависимости от конкретных функций в основе и для поверхностных смесей.

Битумные базовые смеси открытого типа

В качестве базовых смесей используются три типа смесей открытого типа. Они

Асфальтобетонированное проницаемое основание (ATPB)
Битумный щебень (БМ)
Распыляемый раствор (BUSG)

Асфальтобетонированное проницаемое основание (ATPB)
Проницаемая асфальтобетонная основа (PATB) широко используется при строительстве крупных автомагистралей в США. Эта система поможет иметь подземный дренаж. PATB также называют асфальтобетонным проницаемым основанием (ATPB). Система состоит из отдельного ряда для подземного дренажа. Толщина PATB колеблется от 75 мм до 100 мм.
PATB дается между гранулированным подстилающим слоем (GSB) и битумным слоем. Гранулированное основание в нежестком дорожном покрытии также предназначено для обеспечения подземного дренажа.
GSB состоит из большого количества мелких частиц, которые проходят через сито 0,075 мм, что позволяет обеспечить отличную дренажную систему. Данной системой реализован двухслойный водоотвод.
Битумный щебень (БМ)
Смесь BM имеет открытые классы и обладает высокой проницаемостью по своей природе. Это рецептурная смесь, которая не имеет качества с точки зрения крепости и объема. Содержание пустот на 20-25% выше, чем у плотного гранулированного битума (DBM). DBM имеют содержание пустот от 3 до 5%. БМ обладают высоким потенциалом притягивания воды и влаги.
Раствор для наплавки (BUSG)
Для нежестких покрытий в качестве базового слоя рекомендуется BUSG. Это двухслойная композитная конструкция с заполнителями одного размера, которые хорошо уплотнены. После каждого слоя наносится слой горячего битума. Вверху применяется совокупность ключей одного размера.
Поскольку распыляемый битум не помогает заполнить пустоты, образованные крупным заполнителем, эти покрытия по своей природе обладают высокой проницаемостью. Он имеет свойство притягивать влагу и воду. Прекращено применение БУСГ в качестве средства для устранения выбоин.

Битумные поверхностные смеси открытого типа

В качестве поверхностных смесей используются три типа смеси открытого типа. Они есть:

Открытый курс трения (OGFC)
Ковер из премикса (PMC)
Поверхностная обработка

Открытый курс трения (OGFC)
Система OGFC состоит из взаимосвязанных пустот, которые помогают улучшить свойство поверхностного дренажа. Здесь дождевая вода будет стекать через НГФК и достигать асфальтобетона марки 2 (БЧ), который позже будет течь в боковом направлении внутри НГФК. Который позже закончился на плече. Последний слой OGFC будет иметь толщину 20 мм.
Эта система не оставит следов воды на поверхности. Система OGFC была разработана в 2002 году гражданами США. Безопасность и экологические характеристики OGFC указаны ниже:

Повышение сопротивления трению мокрого покрытия
Аквапланирование: Аквапланирование — это эффект заноса на льду и проблемы потери контроля над транспортными средствами. Это связано с наличием воды во время и после дождя. OGFC позволяет удалять воду с поверхности, не оставляя водяных следов на дорожном покрытии.
Уменьшены брызги и брызги: Высокоскоростное движение транспортных средств вызовет разбрызгивание и разбрызгивание воды на близлежащие транспортные средства, что ухудшит видимость. OGFC приводит к тому, что вода не заливается на дорогу, следовательно, не разбрызгивается и не разбрызгивается.
Блики: OGFC приводит к уменьшению бликов от фар во влажных условиях. Это улучшит видимость и снизит утомляемость водителя.
Шумоподавление

Ковер из премикса (поликарбонат)
Здесь ПК уложен слоем износа толщиной 20 мм. Смесь будет состоять из двух заполнителей одного размера. Одним из них является заполнитель, который проходит через 22,5 мм и остается на 11,2 мм.
Второй тип заполнителя проходит через сито 13,2 мм и задерживается на сите 5,6 мм. Здесь с учетом климата и интенсивности движения используются битумы класса вязкости. Это может быть как ВГ-10, так и ВГ-30.
На основе заполнителя и норм внесения заполнителя, указанных в IRC: 14-2004, в «Рекомендуемой практике для ковровых покрытий с открытой градуировкой из премиксов», содержание битума по массе смеси составляет 3,3%.
Поверхностная обработка
Согласно IRC:110-2005, «Спецификации и правила проектирования и строительства отделки поверхности», отделка поверхности имеет следующие значения и цели:

Поверхностная пропитка обеспечивает беспыльный слой износа поверх гранулированного базового слоя, который действует подобно водосвязанному щебню (WBM) или влажному смешанному щебню (WMM).
Поверхностное покрытие поможет обеспечить непроницаемость для проникновения воды на дорожное покрытие
Покрытие поверхности обеспечивает высокое трение поверхности катания
Создает обновляющее покрытие для периодического ухода за изнашиваемыми битумными поверхностями.
Работы по отделке поверхности включают в себя процесс распыления дорожного битума соответствующей марки, в основном ВГ-10 или быстросхватывающейся катионной эмульсии. Наносится поверх слоя заполнителя соответствующего размера и градации.

Поверхностная отделка не увеличивает структурную прочность и ходовые качества построенного покрытия.

Битумные смеси с фракцией зазора

Stone Matrix Asphalt (SMA) — это наиболее часто используемые битумные смеси с щелевой градацией. С увеличением трафика и высоким давлением в шинах транспортных средств на дорожное покрытие будут оказывать большие нагрузки. В некоторых случаях дороги подвергаются перегрузке.
Асфальтовая смесь с каменной матрицей является жесткой, очень стабильной по структуре и устойчивой к колееобразованию асфальтовой смеси. Эти системы основаны на контакте камня с камнем, что увеличивает прочность. Богатый строительный раствор, используемый в системе, обеспечит лучшую долговечность.

Преимущества асфальтобетонной смеси с каменной матрицей:

Поверхностное сопротивление трению улучшается
Шум снижен
По сравнению с обычной плотной асфальтобетонной смесью видимость в ночное время снижена.

В состав асфальтобетонной смеси с каменной матрицей входят следующие этапы:

Выбор материалов, т.е. заполнителей, вяжущего и целлюлозного волокна.
Для обеспечения контакта камня с камнем используются три пробные градации.
Оптимальное содержание связующего используется для всех выбранных градаций
Вяжущее стекает вниз, а также оценивается восприимчивость к влаге.

Характеристики дорожного покрытия из асфальтобетонной смеси с каменной матрицей, изученные в США, основаны на эффекте колеи, наблюдаемом на дорожном покрытии. На рисунке 5 ниже показана глубина колеи, вызванная различными диапазонами выполненного проекта.

Рис. 5. Согласно NCAT, характеристики колееобразования асфальтобетонного покрытия с каменной матрицей, построенного в США

Покрытия SMA, построенные в Индии, показали себя хорошо.
Было обнаружено, что по сравнению с битумобетоном стоимость асфальтобетонной смеси с каменной матрицей на 25–30% выше. Повышенная стоимость материала SMA связана с составляющими его материалами, такими как целлюлозное волокно, модифицированное связующее и содержание связующего.
Проведенное в США исследование жизненного цикла показало, что асфальтобетонная смесь с каменной матрицей является более рентабельной с точки зрения производительности и меньшей потребности в обслуживании.
Подробнее: Почему битум используется в дорожном строительстве? Свойства и преимущества битума для дорожных покрытий Различные типы битума, их свойства и применение Различные лабораторные испытания битума для строительства дорожных покрытий Битумные материалы – типы, свойства и применение в строительстве Процессы в дорожном строительстве с использованием битума 90 003

Разработка методологии расчета состава асфальтобетонных смесей с аналитически сформулированными структурами заполнителей

%PDF-1.

Сравнительный анализ щебеночно-мастичного асфальтобетона и асфальтобетона типа А марки 1

Ключевые слова

Похожие статьи

К вопросу обеспечения качества

Применение

Анализ целесообразности строительства

Сдвигоустойчивость и трещиностойкость

Исследование пластичности

Ремонт и реконструкция

Повышение качества

Температурный режим и другие простые правила как залог успеха…

Разработка состава высокопрочного, качественного…

Преимущества

Похожие статьи

К вопросу обеспечения качества

Применение

Анализ целесообразности строительства

Сдвигоустойчивость и трещиностойкость

Исследование пластичности

Ремонт и реконструкция

Повышение качества

Температурный режим и другие простые правила как залог успеха…

Разработка состава высокопрочного, качественного…

Преимущества

Основные принципы подбора асфальтобетонных смесей

1. Подбор составов асфальтобетонных смесей

20.

23. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

24. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

25. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

26. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

27.

28. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

29. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

30. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

31. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

32. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

33. Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

34.

35. Основные принципы подбора состава литой асфальтобетонной смеси

36. Компоненты, рецептура и свойства

37. Компоненты, рецептура и свойства

38. Компоненты, рецептура и свойства

39. Компоненты, рецептура и свойства

40. Компоненты, рецептура и свойства

41. Компоненты, рецептура и свойства

42. Компоненты, рецептура и свойства

43. Компоненты, рецептура и свойства

44. Компоненты, рецептура и свойства

45. Компоненты, рецептура и свойства

46. Компоненты, рецептура и свойства

47. Компоненты, рецептура и свойства

48. Компоненты, рецептура и свойства

49. Компоненты, рецептура и свойства

50. Компоненты, рецептура и свойства

51. Компоненты, рецептура и свойства

52. Компоненты, рецептура и свойства

53. Компоненты, рецептура и свойства

54. Компоненты, рецептура и свойства

55. Компоненты, рецептура и свойства

Типы битумных смесей для дорожных покрытий — Применение в дорожном строительстве

Разработка методологии расчета состава асфальтобетонных смесей с аналитически сформулированными структурами заполнителей