Типы асфальтобетонных смесей и особенности их производства. Состав асфальтобетонной смеси

Пример подбора состава асфальтобетонной смеси

3.8. Необходимо подобрать состав мелкозернистой горячей асфальтобетонной смеси типа Б марки II для плотного асфальтобетона, предназначенного для устройства верхнего слоя покрытия в III дорожно-климатической 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.

Таблица 7

Щебень известняковый и материал из отсевов дробления известняка не отвечают требованиям табл. 10и 11ГОСТ 9128-84по показателям прочности.

Зерновые составы отобранных минеральных материалов приведены в табл. 7.

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 9128-84.

Состав асфальтобетонной смеси и её существующие виды

Состав асфальтобетонной смеси

Содержание статьи

В виду специфики подобного строительного материала, дальность возки смеси должна быть минимальной, в противном случае смесь остынет и станет не пригодной к устройству асфальтобетонного покрытия.

Виды асфальтобетонной смеси

Различают два вида асфальтобетонной смеси: крупнозернистая и мелкозернистая. Минеральный остов мелкозернистой смеси состоит из трех основных заполнителей: крупный, средний и мелкий.

В качестве крупного заполнителя используют щебень с диаметром отдельных зёрен в интервале от 5 мм до 20 мм. Именно подобный материал является основным и определяет прочностные качества готовой асфальтобетонной смеси.

Отсев от дробления фракции 5-10 мм используется в качестве среднего заполнителя. Отсев позволяет понизить пористость смеси и служит промежуточным звеном между крупным и мелким заполнителем.

Тем самым, данный материал позволяет повысить не только прочностные характеристики асфальта, но и способствует максимальному уплотнению смеси в процессе производства работ по устройству нового слоя дорожного покрытия.

Для предотвращения попадания в микропоры готового уплотнённого асфальта влаги, при изготовлении смеси, в её состав добавляют мелкий заполнитель фракции от 0 до 5 мм. Как правило, это обыкновенный песок либо продукты дробления скальных пород.

Использование песка позволяет в разы снизить водонасыщение материала, а, следовательно, повысить морозостойкость и увеличить сроки эксплуатации «дорожной одежды».

Состав асфальтобетонной смеси

Чтобы предотвратить попадание в микропоры асфальта влаги рекомендуется дополнительно включать в его состав минеральный порошок. Процентное содержание этого материала в составе асфальтобетонной смеси не велико и составляет не более 6% от общей массы.

Минеральный порошок является продуктом дробления известняковых пород и отпускается с завода изготовителя, как навалом, так и в мешках малой массы, в зависимости от объёма выпускаемой на АБЗ продукции.

Немаловажным компонентом любой смеси является вяжущее вещество. При производстве асфальта таким веществом является битум нефтяной дорожный марки 90/130. Битум позволяет склеить все компоненты асфальта в единое целое и получить на выходе готовую к укладке смесь соответствующего качества.

Для повышения прочностных качеств, в состав асфальтобетонной смеси вводят различного рода химические добавки. Благодаря таким веществам готовое покрытие прослужит гораздо дольше, срок эксплуатации «асфальтобетонной одежды» увеличится в разы.

Подбор составов асфальтобетонных смесей

3.4. 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 9128-84и рекомендациямиразд. 2настоящего Пособия.

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 9128-84(рис. 2-7).

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,aтакже в смесях для пористых и высокопористых асфальтобетонов марокIиII. В смесях для горячих, теплых и холодных асфальтобетонов марокIиII 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 требованиямГОСТ 16557-78.

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 марокIи II и смесей для пористых и высокопористых асфальтобетонов марокIи II минеральный порошок можно не вводить, если содержание зерен мельче 0,071 мм в отсевах обеспечивает соответствие зерновых составов требованиямГОСТ 9128-84, а свойства зерен мельче 0,315 мм в отсевах отвечают требованиямГОСТ 16557-78, предъявляемым к минеральному порошку.

Рис. 2. Непрерывные зерновые составы минеральной части горячих и теплых мелкозернистых (а) и песчаных (б) смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях покрытий.

Рис. 3. Прерывистые зерновые составы минеральной части горячих и теплых мелкозернистых асфальтобетонных смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях покрытий

Рис. 4. 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-Vдорожно-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).

При подборе зернового состава смесей для высокопористого асфальтобетона необходимо учитывать, что содержание зерен мельче 0,071 мм должно быть не менее 4% массы, поэтому в состав этих смесей необходимо вводить минеральный порошок. В смесях для пористого асфальтобетона допускается снижение содержания зерен мельче 0,071 мм до 2%, и минеральный порошок в них можно не вводить.

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 9128-84и с учетом требований стандарта к величине остаточной пористости асфальтобетона для конкретного климатического региона. Так вIV-Vдорожно-климатических зонах допускается применение асфальтобетонов с более высокой остаточной пористостью, чем вI-II, поэтому содержание битума в асфальтобетонах для этих зон назначают ближе к нижним рекомендуемым пределам, а в I-II- к верхним.

Рис. 5. 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.

Рис. 6. Зерновые составы минеральной части песчаных асфальтобетонных смесей для высокопористых асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях покрытий и основаниях.

Рис. 7. Зерновые составы минеральной части холодных асфальтобетонных смесей, применяемых в верхних слоях покрытий.

3.5. 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 поГОСТ 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 сГОСТ 9128-84для 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.

3.6. 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 физико-механических свойств ГОСТ 9128-84.

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 поверхностно-активные 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 9128-84, 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 требованийГОСТ 9128-84.

3.7. 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.

studfiles.net

Типы асфальтобетонных смесей и особенности их производства

Афальтобетонная смесь – это состав, состоящий из нескольких минеральных наполнителей, подобранных таким образом, чтобы обеспечить максимальную прочность и долговечность получаемых покрытий. В качестве компонентов чаще всего используются щебень или гравий, песок, минеральный порошок (не всегда), в качестве связующего выступает битум. Существуют различные типы асфальтобетонных смесей, каждая из них предназначена для определенных условий использования.

Сложно представить нынешний мир без асфальтобетонных смесей

Типы смесей и их основные параметры

В первую очередь вся продукция данного вида разделяется на группы в зависимости от того, какой компонент использован в качестве основного наполнителя, бывают гравийные, щебеночные и песчаные смеси.

Также применяется битум разной вязкости, из-за этого может различаться способ укладки:

• Горячие асфальтобетонные смеси укладываются при температуре не менее 120 градусов, для их производства используются как жидкие, так и вязкие битумы. Для масштабных объектов и автодорог с высокими нагрузками и интенсивным движением используется именно этот вариант, так как с его помощью можно уложить качественное и долговечное покрытие.

Работы с горячим асфальтом требуют наличия специальной укладочной техники, без нее добиться хорошего результата невозможно

• Теплые асфальтобетонные смеси (многие специалисты называют их и вовсе холодными) могут укладываться и при более низких температурах. Нижний предел температуры составляет 5 градусов тепла, но лучше все-таки проводить работы при 20-30 градусах. При изготовлении применяется только жидкий битум.

Битум – важнейший компонент, от качества которого во многом зависит прочность асфальта

Стоит помнить! Готовый состав должен использоваться в течение максимум 2-3 часов (в зависимости от марки). В противном случае битум застынет, и работать станет невозможно.

Еще один важный фактор – плотность асфальтобетонной смеси.

Также можно подразделить все составы по фракциям:

• Если присутствуют включения диаметром до 40 мм – крупнозернистый.
• При фрагментах величиной до 20 мм – мелкозернистый.
• Если размер самых крупных вкраплений не превышает 5 мм – песчаный.

В зависимости от количества щебня, присутствующего в составе, выделяются следующие виды асфальтобетонных смесей:

• «А» — данное обозначение говорит, что содержание щебня в общем объеме состава колеблется в пределах от 50 до 60%.
• «Б» — обозначает, что в готовом асфальтобетонном составе содержится от 40 до 50% щебневого наполнителя.
• «В» — аббревиатура применяется для обозначения составов, в которых присутствует 30-40% щебня.

Важно! Щебень для производства дорожных смесей должен иметь в своем составе определенный процент фрагментов плоской (лещадной) формы, количество таких фрагментов в зависимости от марки состава может составлять от 15 до 35%.

Типы смесей

Все основные требования к составам, основные характеристики и параметры изложены в ГОСТ 9128-97 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон». Именно нормами этого документа и руководствуются все производители.

Мелкозернистые

Самый востребованный и широко применяемый вид материалов, чаще всего встречаются следующие варианты:

• Плотная мелкозернистая тип А марка I, в состав входят щебень фракции от 5 до 20 мм, песок, минеральный наполнитель и битум БНД 60/90. Прочность состава обуславливает его широкое использование в качестве верхнего слоя на магистралях, мостах и путепроводах. Но и цена данного варианта довольно высока.

Такие покрытия (на фото) отличаются однородностью и высокой прочностью

• Мелкозернистая плотная типа Б аналогична по своим свойствам вышеописанному варианту с той лишь разницей, что прочность покрытия будет несколько ниже, поэтому его лучше применять на дорогах со средней интенсивностью движения.
• Мелкозернистый плотный состав типа В марки II кроме компонентов, перечисленных в первом пункте, включает в себя отсев. Это удешевляет продукцию, но и ее показатели прочности намного меньше, поэтому она применяется для дорог местного значения, а также во дворах, на стоянках и других подобных объектах.
• Пористая мелкозернистая смесь применяется в качестве основания под укладку более качественных вариантов. Применяться может практически везде, но только лишь в качестве нижнего слоя, верхний всегда должны составлять более надежные варианты. Данный вариант часто используется при проведении работ своими руками, но качество такого ремонта оставляет желать лучшего.

Песчаные

Марки асфальтобетонных смесей на песчаной основе используются для следующих видов работ:

• Плотная песчаная типа Г и типа Д в основном применяется для устройства стоянок, тротуаров, полов в гаражах и ангарах, а также для благоустройства дворовых территорий. В состав входят такие компоненты как песок, минеральный наполнитель и битум.
• Еще один заслуживающий внимания вид – песчаная высокопористая смесь. Она используется для мест с небольшими нагрузками: пешеходных дорожек, площадок на садовых участках, формовки бордюров и так далее. Также данный вариант широко применяется для выравнивания и утепления плоских крыш в качестве основания под рулонные наплавляемые материалы.

При работе на кровле для уплотнения используется трамбовочное оборудование

Вывод

Конечно, в рамках небольшого обзора сложно охватить все нюансы, касающиеся смесей для устройства дорожных и других покрытий, это скорее краткая инструкция, позволяющая понять основы данной темы (см.также статью «Железобетонные опоры ЛЭП – особенности и виды данного типа конструкций»).

Видео в этой статье поможет разобраться в некоторых вопросах более детально.

rusbetonplus.ru

«Асфальтобетонные смеси и асфальтобетон. Проектирование асфальтобетона»

Тема дорог всегда являлась проблемой нашего государства. Поэтому правильный подбор материалов для строительства дороги обеспечит долговечность и надежность дорожной конструкции. А хорошие дороги - это показатель экономической стабильности государства и качества жизни его граждан.

Асфальтобетон является наиболее распространенным материалом для устройства дорожных покрытий. Поэтому знание этого материала, умение правильно ориентироваться в его свойствах и особенностях, разбираться в его разновидностях, умение правильно подобрать состав – это тот необходимый минимум, которым должен обладать техник - дорожник.

Определение предмета исследования: Асфальтобетон, его классификация и особенности применения.

Цель данного исследовательского проекта:  запроектировать состав асфальтобетона, обеспечивающий  качество и долговечность дорожного покрытия для поставленной ситуационной задачи «Амурский предприниматель открывает в Благовещенском районе близ села Белогорье с/х предприятие (свиноферму). Необходимо усовершенствовать грунтовую дорогу, положив 2х-слойное асфальтобетонное покрытие. Рельеф местности - равнинный, отдельные участки на невысоких холмах. Подобрать вид, тип и марку асфальтобетона для каждого слоя дорожной одежды, сделав упор на местные дорожно-строительные материалы. Категорию дороги принять самостоятельно. Обосновать сделанный выбор и доказать выгоду данного асфальтобетона».

Задачи исследования:

1. Изучить асфальтобетон, его свойства и классификацию;
2. Изучить и проанализировать условия строительства дороги;
3. Запроектироватьвид, тип и марку асфальтобетона в зависимости от климатических и геологических условий местности и категории дороги;
4. Рассчитать состав асфальтобетона;
5. Доказать целесообразность и выгоду применения данного асфальтобетона.

Гипотеза: Для данной дороги целесообразней применять горячий асфальтобетон.

Асфальтовый бетон - строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Перед смешиванием составляющие высушивают и нагревают до температуры 100-160°C. Различают асфальтобетон горячий, содержащий вязкий битум, укладываемый и уплотняемый при температуре смеси не ниже 120°C; холодный - с жидким битумом, уплотняемый при температуре окружающего воздуха не ниже 10°C, а температуре смеси не ниже 50С.   Асфальтобетонприменяют для покрытий дорог, аэродромов, эксплуатируемых плоских кровель, в гидротехническом строительстве. В зависимости от нагрузок и климатических условий к асфальтобетону предъявляются соответствующие требования по плотности, прочности,  сдвигоустойчивости, водостойкости. Для приготовления асфальтобетона используют фракционированные минеральные материалы и битумы, качество которых регламентируются государственными стандартами.

Требования к материалам:

Щебень и гравий. Для приготовления асфальтобетонных смесей следует применять щебень игравий для строительных работ по ГОСТ 8267-93, щебень из металлургических шлаков по ГОСТ 3344-83.Щебень с размером зерен мельче 20 мм предназначен для приготовления мелкозернистых асфальтобетонных смесей, мельче 40 мм - для крупнозернистых.

Для смесей типа Б III марки, предназначенных для верхнего слоя искусственных покрытий, не рекомендуемся использовать недробленый гравий.  

Средневзвешенное содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в смеси фракций щебня и гравия должно быть, % по массе, не более:15 - для смесей типа А и высокоплотных;   25 - для смесей типов Б  и высокопористых;   35 - для смесей типов В и пористых.

Песок. Природный песок и песок из отсевов дробления горных пород должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736.

Для приготовления асфальтобетонных смесей следует использовать природные и дробленые пески, а также отсевы продуктов дробления.

Песок может быть использован в качестве компонента щебенистых смесей, а также как самостоятельный наполнитель в песчаных асфальтобетонах.

В зависимости от крупности природного песка содержание пылеватых и глинистых частиц не должно превышать 3% по массе, в дробленом - 5 %.   

Минеральный порошок. Для приготовления асфальтобетонных смесей следует применять активированные и неактивированные минеральные порошки (ГОСТ 16557-78), изготавливаемые путей измельчения карбонатных горных пород.Применение минеральных порошков обязательно в асфальтобетонах I- II марок, предназначенных для использования в I- III климатических зонах. В этих же условиях предпочтение следует отдавать активированным минеральным порошкам, обеспечивающим повышенную плотность, водо- и морозостойкость асфальтобетонных покрытий.

В горячих смесях для плотного асфальтобетона II - III марок допускается использование в качестве минерального порошка тонкоизмельченных основных металлургических шлаков, а также самораспадающихся металлургических шлаков, к которым может быть отнесенаферропыль - отход производства заводов по выплавке феррохромов. Другие порошковые отходы промышленности, например, пыль уноса цементных заводов, золы уноса ТЭЦ и пр. допускается использовать в горячих  смесях для плотного асфальтобетона III марки и I- II марок для пористых и высокопористых асфальтобетонов.

Использование всех порошковых отходов промышленности в качестве минерального порошка следуем допускать только при условии полного соответствия всего комплекса физико-механических свойств асфальтобетона требованиям   ГОСТ 9128-2009.

Битум. Битумы - это органические вяжущие вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов: нафтенового, метанового и ароматического, а так же кислородных, сернистых и азотистых производных.

Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют нефтяные дорожные вязкие и нефтяные дорожные жидкие битумы. Для горячих асфальтобетонных смесей I и II марок следует применять только битумы марок БНД, а для горячих  асфальтобетонных смесей III и IV марок, а также для асфальтобетонных смесей, предназначенных для устройства оснований и нижних слоев покрытий, наряду с битумами марок БНД допускается также применение марок БН соответствующей вязкости.

Выбор оптимального состава асфальтобетона принято производить в зависимости от свойств исходных материалов, характера автомобильного движения и климатических условий местности, что всегда являлось определяющим условием строительства долговечных асфальтобетонных покрытий.

На стадии разработки проекта автомобильной дороги выбирают асфальтобетон определенной разновидности, конкретно для каждого конструктивного слоя дорожной одежды.

В верхних слоях покрытий на дорогах всех категорий используют только плотный асфальтобетон.

Нижние слои покрытий на дорогах I - II категорий устраивают из пористого асфальтобетона, а на дорогах III - IV категорий - из высокопористого асфальтобетона.

Для создания хорошего асфальтового покрытия необходимо обеспечить ему надежное основание с помощью щебня и песка. При этом щебень укладывается более крупными фракциями вниз, а мелкими – в верхние слои покрытия, что не только улучшает качество дороги, но и снижает затраты на ее строительство.

Вид и тип плотного асфальтобетона для верхних слоев покрытий назначают в зависимости от категории дороги и климатических условий района строительства.

Двухслойное асфальтобетонное покрытие, исходя из условия задачи, будем укладывать на дорогу Благовещенск – Белогорье, проходящую через  Моховую Падь. Так как дорога предназначена не только для обеспечения нужд фермы, но и обеспечивает транспортное сообщение населенных пунктов и нескольких баз отдыха, расположенных по данной трассе, то интенсивность движения и нагрузка на дорогу будут высокими, по ней будут проходить как легковые, так и грузовые автомобили, обеспечивающие будущую ферму, турбазы и населенные пункты сырьем и вывозящие продукцию.Данная дорога по принадлежности относится к дорогам общего пользования областной собственности. Предполагаемая интенсивность движения составит до 6000 автомобилей в сутки, что соответствует III технической категории дороги.

Анализ климатических условий:

Климат Амурской областирезко континентальный с муссонными чертами. Климат, прежде всего, характеризуют показатели температуры самого холодного и са­мого тёплого месяцев. Одинаковые показатели разных мест объединяются изотермами. Зима в области суровая. На широте Благовещенска январские температуры варьируют от −24 °C до −27 °С. Бывают морозы до −44 °С.Лето на юге области тёплое. Здесь проходят изотермы от 18 °C до 21 °С. Средние абсолютные максимумы темпера­туры могут достигать до 42 °С.Годовое количество осадков в Благовещенске — до 550 мм.

Для всей области характерен летний максимум осадков, что обус­ловлено муссонностью климата. За июнь, июль и август может вы­падать до 70 % годовой нормы осадков. Возможны колебания в вы­падении осадков. Так, летом с возрастанием испарения увеличива­ется абсолютная и относительная влажность, а весной из-за сухо­сти воздуха снежный покров большей частью испаряется, и след­ствием этого становится незначительный весенний подъём уровня воды в реках.

Такие климатические условия характерны для III дорожно-климатической зоны. Строительство планируется на весенний период (апрель), то есть будет осуществляться в благоприятный (теплый, сухой) период, поэтому целесообразно использовать горячую асфальтобетонную  смесь.Для горячих смесей в средних условиях России (II и III климатические зоны) в основном применяют битумы с вязкостью 60/90, 90/130, 130/200.Главное при выборе марки битума — климатические условия и нагруженность слоев дорожной одежды, то есть категория дороги.Рекомендуемая с учетом климатических условий область применения асфальтобетонов и битумов при устройстве верхних слоев покрытий автомобильных дорог приведена в приложении АГОСТа9128-2009.

Качество битумов БНД выше, чем БН, так как они характеризуются более широким температурным интервалом пластичности и более высокой теплостойкостью, обладают низкой температурой хрупкости, лучшим сцеплением с поверхностью зерен минерального материала, но менее устойчивы к старению.

На основании указанных свойств битумов, учитывая время строительства, условия климата  и категорию дороги, выбираем битум марки БНД 90/130.

В районах III дорожно-климатический зоны, характеризующейся достаточно холодным и влажным климатом при строительстве верхнего слоя покрытий на дорогах третьей категории можно использовать горячие смеси типов А, Б, В, Г и Д II марки. Для устройства верхнего слоя покрытия,исходя из технической категории данной дороги,целесообразно использовать мелкозернистую смесь типа Б с содержанием щебня 40 - 50 % II марки, в которой формируется структура переходного типа в большей степени сзамкнутыми порами, препятствующими прониканию воды в покрытие. В тоже время, так как наша дорога проходит по холмам и имеет уклон, данный тип асфальтобетона обладает  достаточно шероховатой текстурой,  обеспечивающей хорошее сцепление колеса автомобиля с покрытием и гарантирующей безопасное движение.К тому же для повышения шероховатостив верхнийслойпри укатывании асфальтобетона на уклонах будем втапливатьчерный щебень фракции  5–20мм.

Для нижнего слоя нами был выбран высокопористый асфальтобетон, характеризующийся низким содержанием битума. Снижение расхода битума в асфальтобетонных смесях уменьшит стоимость покрытия  с обеспечением необходимого качества оснований дорожной одежды. Высокопористый асфальтобетон рекомендован для устройства оснований под асфальтобетонные полотна на дорогах II и III категорий. Применяем высокопористый щебеночный крупнозернистый асфальтобетон марки I, с использованием щебня фракции 20 - 40мм.       

В качестве каменных материалов, проанализировав доступность и экономическую выгоду, будем применять: щебень и отсев  ООО «Гравелон»,эта компания зарегистрирована по адресу г. Благовещенск, ул. Игнатьевское шоссе, 24 - 303 офис; 3 этаж.На сегодняшний день «Гравелон» – единственная компания, занимающаяся производством щебня в непосредственной близости к Благовещенску: месторождение располагается всего в 15 километрах от областного центра.Продукция ООО «Гравелон» по всем параметрам соответствует требованиям в строительной и дорожной отраслях - это подтверждено лабораторными исследованиями. Песок речной - производства ООО «Фараон», эта компания зарегистрирована по адресу675520, Амурская область, Благовещенский район, с. Чигири, ул. Новая, д. 4.В проекте мы делаем упор на местные, а значит наиболее экономически выгодные, но при этом высококачественные материалы.

Существует два подхода к проектированию составов асфальтобетонных смесей. Первый — подбор смеси с непрерывной гранулометрией каменного материала (так называемый Макадам). Этот вариант гарантирует высокие механические свойства покрытия благодаря расклиниванию мелкими фракциями щебня более крупных фракций. Покрытие, выполненное из смеси с непрерывной гранолуметрией минеральной части, обладает высокой шероховатостью, устойчивостью к сдвигу. Свойства смеси не изменяются в результате отклонения в дозировке минерального порошка и битума, она легко распределяется, формируется и уплотняется в процессе устройства покрытия. При втором способе подбора смеси — по принципу плотного бетона — разрешается применять каменные материалы с окатанной формой зерен и прерывистой гранулометрией. В процессе уплотнения этих смесей образуется асфальтобетон с замкнутой пористостью, покрытие приобретает более высокую водостойкость и морозостойкость. Однако подобные смеси в большей степени склонны к неравномерному распределению в объеме зерен минеральной составляющей и битума. На их физико-механические свойства большое влияние имеют отклонения в дозировке минерального порошка и битума. Для покрытий из смесей, подобранных по принципу плотного бетона, характерна низкая шероховатость.

Мы применяем метод Макадам.

Для приготовления горячей асфальтобетонной смеси (типа Б, марки II) для верхнего слоя покрытия  принимаем следующие материалы: щебень гранитный фракционированный (фракции 20 - 10 и 15 -5) с истинной плотностью ρ=2620кг/м3;отсев гранитный с плотностью ρ=2760кг/м3;песок речной кварцевый с плотностью ρ=2700кг/м3;известняковый порошок с плотностью ρ=2910кг/м3.Зерновые составы материалов приведены в частных остатках в %:

Рассчитаем состав минеральных компонентов. Расчёт ведем в табличной форме, рассчитав сначала полные остатки на ситах, а затем полные остатки с учетом долевого содержания каждого материала в минеральной смеси. Долевое содержание каждого материала рассчитываем исходя из рекомендованных ГОСТом.

Расчет минеральной части асфальтобетона в полных остатках приведен в таблице:

Долевое содержание щебня 20-10 определяем по ситу № 10. Рекомендуется 0÷30%, принимаем 15%. Д.С. = =0,15. Для щебня 15 - 5, рекомендуется 40÷50%, а крупного щебня на сите № 5 у нас уже есть 15%, поэтому рекомендуем 25÷35%,  Д.С.= =0,31. Для минерального порошка должно быть 100-(88÷94)= 12÷6%,  Д.С.=  =0,12. Принимаем Д.С. = 0,1. На песок и отсев приходится Д.С.=1-(0,31+0,15+0,1)=0,44. Отсев повышает шероховатость и сдвигоустойчивость покрытия, но удорожает асфальтобетон, поэтому чтобы не повышать стоимость асфальтобетона, принимаем соотношение отсева и речного песка 50/50. Д.С. песка = 0,22,     Д.С. отсева = 0,22

Поправ.коэффициент = плотность материала/плотность основного материала

Уточненное содержания минеральных материалов приведено в таблице:

Содержание битума в смеси выбирают предварительно в соответствии с рекомендациями приложения Г ГОСТа 9128-2009и с учетом требований стандарта к величине остаточной пористости асфальтобетона для конкретного климатического региона.  Битума для горячего плотного асфальтобетона типа Б рекомендуется 5 – 6,5%. 

Оптимальное количество битума рассчитываем по битумоемкости материалов, входящих в состав асфальтобетонной смеси. Для этого вначале рассчитываем зерновой состав материалов, рассматривая породы из которых произведены каменные материала:

Количество битума:

В лаборатории готовят три образца из асфальтобетонной смеси с рассчитанным количеством битума и определяют: среднюю плотность асфальтобетона, среднюю и истинную плотность минеральной части, пористость минеральной части и остаточную пористость асфальтобетона по ГОСТ 12801-98. Если остаточная пористость не соответствует выбранной, то из полученных характеристик рассчитывают требуемое содержание битума Б (%) по формуле 

где V°пop - пористость минеральной части, % объема; Vмпор - 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; rмm - 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. Так как мы не имеем возможности отформовать образцы из-за нехватки оборудования, считаем на этом наше исследование законченным.

Проведя нашу исследовательскую работу с нормативной литературой и интернет-источниками,мы получили следующие результаты для решенияконкретной ситуационной задачи:

• Техническая категория дороги – III;
• Дорожно-климатическая зона участка строительства – III;
• Минеральные материалы доставляются: из ООО «Гравилон» - щебень и отсев; из ООО «Фараон» - песок речной кварцевый;
• В зависимости от климатических условий, категории дороги, геологического строения местности, выбран горячий асфальтобетон, приготавливаемый на битуме марки БНД  90/130;
• Для нижнего слоя покрытия – горячий высокопористый щебёночный асфальтобетон I марки, крупнозернистый с использованием щебня фракции 20 – 40 мм;
• Для верхнего слоя покрытия –горячий плотный асфальтобетон II марки, типа Б мелкозернистый с использование щебня фракции 10 – 20мм.

Исходя из используемых материалов, рассчитали состав асфальтобетона для верхнего слоя покрытия:

Щебень гранитный фракции 20 – 10 мм   -  14.6%;

Щебень гранитный фракции 15 – 5 мм  -  30.1%;

Отсев гранитный  -  22,3%;

Песок речной кварцевый  -  22,2%;

Минеральный порошок известняковый  -  10.8%;

Вязкий битум марки БНД 90/130  - 5,8 % от массы минеральной смеси.

Мы доказали в процессе исследования, что именно горячая асфальтобетонная смесь более целесообразна для устройства покрытия данной дороги, так как она пригодна как для верхнего, так и для нижнего слоя. Рекомендуется для III дорожно-климатической зоны, применима в весенний период строительства. Позволяет в более короткие сроки по сравнению с холодным асфальтом запустить движение автотранспорта по дороге – структура горячего асфальтобетона формируется сразу после уплотнения и остывания асфальта до температуры окружающей среды. Горячий асфальтобетон более устойчив к воздействию автомобилей и атмосферных факторов. То есть, гипотеза подтверждена.

Для нашей страны асфальтобетон – основной материал дорожного строительства и теперь мы знаем «почему», знаем его основные преимущества. По сравнению с цементобетоном, это менее жесткий и более пластичный материал, а большая часть России находится на территории, характеризующейся большим перепадом среднегодовых, а кое-где и среднесуточных температур. Деформативность асфальтобетона обеспечивает его долговечность. Кроме того после затвердевания он становится более ровным, а значит, менее шумным и обладает необходимой шероховатостью. Во-вторых, по уложенному асфальтобетону можно сразу открывать движение и не ждать, пока он затвердеет, в отличие от цементобетона, который набирает необходимую прочность только на 28-й день. В-третьих, покрытие из асфальтобетона легко ремонтируется, моется, убирается, на нём хорошо держится любая разметка.

Литература и интернет источники

1. Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог.М.: «Инфра-Инженерия», 2005
2. ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.
3. СП 78.13330.2012 «Автомобильные дороги»
4. ФГУП «Информационный центр по автомобильным дорогам». Автомобильные дороги и мосты. Проектирование состава асфальтобетона и методы его испытаний. Обзорная информация. Выпуск 6. М. 2005.
5. Википедия, свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Асфальтобетон. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/, свободный
6. «Гравилон». Добыча строительного камня, производство щебня. Стабильность, Качество, Надежность. [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://gravelon.ru/, свободный
7. Доркомтех. [Электронный ресурс]. - Марки и состав асфальта. – Режим доступа: http://dorkomteh.ru/, свободный

www.informio.ru

Технологические свойства асфальтобетонных смесей

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Строительство асфальтобетонных покрытий

Асфальтобетонные смеси относятся к сильносвязанным плохосыпу-чим материалам. Для получения качественного асфальтобетонного покрытия необходима определенная работа по укладке и уплотнению смеси. Асфальтобетонные смеси подразделяют налитые (вибролитые), пластичные и жесткие.Смеси литого (вибролитого) асфальтобетона обладают значительной подвижностью, пластичные смеси — сравнительно невысокой подвижностью, жесткие смеси — повышенным внутренним трением и малой подвижностью.

Технологические свойства характеризуют поведение смесей в процессе выполнения технологических операций: отгрузки, хранения, перевозки и выгрузки, укладки и уплотнения.

Важнейшими технологическими свойствами асфальтобетонных смесей являются: однородность, сегрегируемость (разделимость), удобоукладыва-емость (подвижность), удобоуплотняемость (формуемость). Регулируя эти свойства, можно рационализировать параметры технологического процесса в направлении обеспечения качества асфальтобетонного покрытия с минимальными энергетическими затратами и себестоимостью работ.

Однородность смесей оценивается коэффициентом вариации показателя предела прочности при сжатии при температуре 50 °С.

Сегрегируемость — свойство смеси сохранять однородность по зерновому составу при отгрузке в накопительный бункер, загрузке в автосамосвалы, перевозке, выгрузке в приемный бункер асфальтоукладчика и укладке.

Удобоукладываемость — свойство смеси легко распределяться слоем с заданной толщиной с помощью асфальтоукладчиков и другого технологического оборудования.

Удобоуплотняемость — свойство смеси при уплотнении быстро формироваться в монолитный слой требуемой плотности.

Оценка таких важных технологических свойств, как сегрегируемость, удобоукладываемость и удобоуплотняемость, не предусмотрена требованиями ГОСТ 9128-97, поскольку отсутствуют апробированные методики и соответствующие им простые и надежные в производственных условиях эксплуатации приборы.

Удобоукладываемость и удобоуплотняемость смеси достигаются, в частности, при соблюдении температурного режима технологического процесса.

При значительной температурной неоднородности асфальтобетонной смеси, доставленной к месту укладки и уплотнения, и отсутствии конкретности в назначении мест замера температуры последняя весьма приближенно характеризует удобоукладываемость и удобоуплотняемость смеси, а для смесей с различными добавками на вспененных битумах не позволяет объективно оценить эти важные технологические свойства.

В практической деятельности при оценке удобоукладываемости и удо-боуплотняемости смеси следует руководствоваться следующими положениями.Необходимая удобоукладываемость смесей, приготовляемых на вязких битумах, достигается в основном за счет повышения температуры, снижающей их вязкость. Это свойство смеси зависит от ее структуры, количества битума и качества минерального порошка. Зернистые смеси с применением дробленых минеральных материалов имеют меньшую подвижность, чем смеси с применением гравия и природного песка. Смеси с повышенным содержанием минерального порошка обладают большей жесткостью.

Непросушенный минеральный порошок понижает подвижность смеси, а избыток битума — ее рыхлость. Такая смесь слеживается при перевозке, растекается по кузову автосамосвала и с трудом выгружается.

На удобоукладываемость асфальтобетонной смеси оказывают влияние характер и качество перемешивания: смеси, приготовленные в лопастных мешалках, более технологичны, чем смеси, приготовленные в мешалках со свободным перемешиванием.

Введение в смесь ПАВ, пластифицирующих битум, увеличивает ее подвижность.

Удобоуплотняемость смеси зависит в основном от тех же факторов, что и удобоукладываемость. Отличие заключается в следующем: увеличение содержания битума на 10-15% выше оптимального улучшает это свойство смеси.

Коэффициент минеральной части смеси показывает, во сколько раз количество последующей фракции меньше предыдущей.

Минералогический состав и пористость минеральных материалов определяют шероховатость и форму зерен, что отражается на внутреннем трении и сцеплении частиц, а следовательно, и на удобоуплотняемости смеси.

Структура и размер пор влияют на степень всасывания жидких компонентов битума и способствуют повышению вязкости битумных прослоек и вязкого сопротивления смесей при уплотнении. Смеси, приготовленные на шлаковых заполнителях, отличаются меньшей уплотняемостью, чем смеси, приготовленные на щебне из природных горных пород. Асфальтобетонные смеси из пористых известняков более жесткие, нежели из плотных, вследствие значительной диффузии наиболее подвижного компонента (масел из битума). Поэтому смеси из плотных известняков обладают лучшей удобоушютняемостью по сравнению со смесями на щебне из пористых известняков.

Читать далее: Старение битума в технологическом процессе

Категория: - Строительство асфальтобетонных покрытий

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

• 
  Неисправности двигателя
• 
  Пропашные культуры
• 
  Электрик по тракторам
• 
  Рядный двигатель
• 
  Модуль поверхности бетонной конструкции это
• 
  Кузов уаз
• 
  Кузов самосвальный
• 
  Классификация дтп
• 
  Проверка реле регулятора напряжения генератора
• 
  Повышение эффективности деятельности а также скорости ее выполнения
• 
  Двухдисковое сцепление