Проектирования асфальтобетона

 

 

 

 

 

 

   

   

 

 

   2.2 Песок

 

Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют пески – природные, дроблёные, фракционный и пески  из отсевов дробления, отвечающие требованиям  ГОСТ 8736-93. Допускается поставка смеси природного и дроблённого песков. Песок используемый для проектирования нашего асфальтобетона кварцевый, то он получен из отсевов дробления.

 Песок в зависимости от значений нормируемых показателей качества ( зернового состава, содержание пылевидных и глинистых частиц) подразделяют на два класса.

1 класс – очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний, мелкий.

2 класс - очень крупный,  повышенной крупности, крупный,  средний, мелкий, очень мелкий, тонкий  и очень тонкий.

 

Таблица 2.2.1 Зерновой состав песка

 

 

Наименование показателя	Диаметр отверстий сит, мм
	5	2,5			1,25	0,63	0,315	0,16	<0,16
Полный  остаток, %	0		14	24		40	87	95	100
Полный проход, %	100		86	76		60	13	5	0

 По полному остатку  на сите №063 наш песок соответствует  среднему ( модуль крупности (Мк) свыше 2,0 до 2,5).

                                Мк = (14 + 24 + 40 + 87 + 95) / 100 = 2,5  

Содержание пылевидных и глинистых частиц нормируется в зависимости от класса и группы песка. По заданию наш песок можно отнести 1 классу.  Для песка 1 класса полученного из отсевов дробления содержание пылевидные и глинистые частицы – 5 %, а содержание глины в комках – 0,35 %. Для нашего песка содержание загрязняющих примесей (пылевидные и глинистые частицы) составляет 2,6%.

  Содержание зерен свыше 10; 5 и менее 0, 16 мм не должно превышать для класса и   группы песка значений, указанных в табл. 6 (см .прил.). Содержание зёрен менее 0,16 мм для нашего песка составляет 5%, а содержание зёрен свыше 5 мм - 0%. Наш песок по крупности соответствует требованием выдвигаемым для 1 класс, средней группы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2.2 Результаты испытания  образца

Показатели	Результаты испытаний	Требования  ГОСТ 9128-08
Класс песка и группа: 1 класс, средняя группа	Содержании зёрен менее 0,16 мм – 5 % свыше 5 мм – 0%	менее 0,16 мм – 5 % свыше 5 мм - 0,5%
	по загрязняющим примесям – 2,6%	5%

 

Вывод: песок в соответствии ГОСТ 9128-08 пригоден для проектируемого нами асфальтобетона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   2.3. Минеральный порошок

 

 Минеральный порошок представляет собой дисперсный материал с преобладающим размером частиц мельче 0,071 мм. Расход минерального порошка в асфальтобетоне сравнительно невелик (4-20 %), но на него приходится 90- 95 % общей поверхности минеральных материалов асфальтобетонных смесей, что обусловлено его высокой дисперсностью. Поэтому минеральный порошок способствует перераспределению битума в тонкие пленки, что приводит к значительному изменению свойств битума в сторону увеличения его вязкости.

 В составе асфальтобетонных смесей следует применять активированные и неактивированные минеральные порошки, отвечающие требованиям ГОСТ 52129-2003 (см. прил. табл. 7)

 В качестве активирующих веществ, согласно требованиям стандарта, рекомендуется использовать рационально подобранную смесь поверхностно-активных веществ (ПАВ) или продуктов, содержащих ПАВ, с битумом, применительно к химической природе сырья для производства минерального порошка.

Для производства минерального порошка могут быть использованы:

- порода карбонатная  - горная порода, состоящая более чем на 50 % из одного или нескольких карбонатных минералов (известняки, доломиты и аналогичные им);

- порода некарбонатная  - горная порода, состоящая менее  чем на 50 % из

карбонатных минералов (опока, трепел, туфы, травертины и аналогичные им);

порошковые отходы промышленного  производства - отходы промышленного  производства, не требующие измельчения (золы-уноса тепловых электростанций, пыль уноса цементных заводов, металлургические шлаки и др.).

Минеральные порошки  в зависимости от показателей свойств и применяемых исходных материалов подразделяют на марки:

МП-1 - порошки из карбонатных  горных пород (неактивированные и активированные) и из битуминозных горных пород;

МП-2 - порошки из некарбонатных  горных пород, твердых и порошковых отходов промышленного производства.

Порошки должны приготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 52129-2003 (см. прил. табл. 7) по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке предприятием-изготовителем.

Необходимо подчеркнуть, что применение активированных минеральных порошков позволит повысить качество асфальтобетона. Пониженная пористость таких порошков способствует снижению на 10-20 % битумоемкости асфальтобетона. Активированные минеральные порошки менее склонны к агрегированию, что способствует их лучшему смачиванию и перемешиванию с битумом. В целом

 

 

 

 

 

 

 

активированные порошки  позволяют получить асфальтобетон  с более однородной и    плотной структурой.

 

Таблица 2.3.1 Зерновой состав минерального порошка

Наименование показателя	Диаметр отверстий сит, мм
	1,25	0,63	0,315	0,16	0,071	<0,071
Полный остаток	0	4	7	14	21	100
Полный  просев	100	96	93	86	79	0

 

 Рассматриваемый нами  минеральный порошок – известняковый,  который относится к карбонатным  породам. Что позволяет отнести этот порошок к марки МП1.

   Такой порошок  можно использовать при проектирование  нашего асфальтобетона согласно табл. 8 (см. прил.)

 

Таблица 2.3.1 Результаты испытаний

Показатели	Результаты испытаний	Требования ГОСТ 52129 - 2003
Зерновой состав, % по массе мельче 1,25 мм -//- 0,315 мм -//- 0,071 мм.	100% 96%  79%	100% не менее 90% не мене 80%
Пористость, %, не более	27	30
Влажность, % по массе, не более	0,5%	1

 

   

Вывод: предложный в задании  МП в соответствии ГОСТ 52129 – 2003 допустимо  использовать в проектируемом нами асфальтобетоне.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      2.4. Битум

 Битумы – органические вяжущие вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов нафтенового, метанового и ароматических рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных.

 Сырьём для производства  органических вяжущих (битум и  дёгть) является нефть, природные  битуминозные и битумосодержащие породы, каменные угли, горючие сланцы, торф, древесина, а также побочные продукты промышленности.

  Битумы по виду  сырья разделяют на нефтяные, получаемые из нефти и её  смолистых остатков; природные, встречающийся  в чистом виде, извлекаемые из асфальтовых горных пород (известняков, песчаников, песков и др.); сланцевые – продукт переработки сланцевой смолы, получаемые при сухой перегонки горючих сланцев.

 В зависимости от  главнейших строительных свойств  и консистенции при нормальной температуре органические вяжущие условно разделяют на твёрдые, вязкие и жидкие.

  Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют нефтяные дорожные вязкие и нефтяные дорожные жидкие битумы, отвечающие требованиям ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 11955-82.

Горячие асфальтобетонные смеси готовят на вязких нефтяных дорожных битумах марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130 по ГОСТ 22245-90.

В дорожном строительстве  нефтяные вязкие дорожные битумы используют в качестве вяжущего. Различные смеси битума с каменным материалом, например, асфальтобетонные, используют для устройства покрытий и слоев основания дорожных одежд.

 При изготовление  смесей битума с каменным материалом  он должен обладать невысокой  вязкостью, хорошо смачивать каменные  материалы, обволакивать и прочно прилипать к нему. При соблюдении этих требований частицы каменного материала будут равномерно покрыты плёнкой битума а смесь получится однородной.        

     Для горячих асфальтобетонных смесей марок I, II, применяемых в условиях I, II, III     дорожно-климатических зон, I, II целесообразно применять битумы только марок БНД. Так как асфальтобетоны на битумах марок БНД более устойчивы к воздействию климатических факторов и, прежде всего, отрицательной температуре. Для проектируемого нами асфальтобетона мы выбрали битум марки БНД 90/130, так как в соответствии ГОСТ 9128 – 08 для перовой климатической зоны ( см. прил. табл. 3) рекомендуется использовать битум этой марки.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

    3. Расчёт состава минеральной части асфальтобетона

3.1. Аналитический метод (по кривым плотных смесей)

 

Одним из важнейших факторов, определяющих требуемое качество асфальтобетона, является правильный выбор рационального соотношения между минеральными компонентами смеси (щебнем, песком и минеральным порошком), обеспечивающего оптимальную плотность (пористость) его минерального остова.

 Соотношение масс щебня, песка и минерального порошка рассчитывают исходя из их зерновых составов и требуемого зернового состава минеральной части асфальтобетона. Смесь щебня (гравия), песка и минерального порошка подбирают таким образом, чтобы кривая зернового состава (расчетная) располагалась в зоне, ограниченной предельными кривыми, указанными в табл. 9 (см. прил), и была по возможности плавной.

Минеральный остов асфальтобетонной смеси подбирают по принципу непрерывной гранулометрии в тех случаях, когда имеется крупный или средний песок. При отсутствии указанного вида песка следует применять принцип прерывистой гранулометрии, в соответствии с которым остов из щебня заполняют смесью, не содержащей зерен размером 5-0,63 мм.

 

     Расчёт  количества щебня.

В соответствии ГОСТ 9128- 08 для плотных асфальтобетонов типа Б щебня должно быть в смеси 40 – 50 %. Среднее значение этого диапозона

                                   Щ = (40 + 50) / 2 = 45 %

Поскольку зёрен крупнее 5 мм в щебне содержится 93 % (см. зд.), а в других компонентах фракции  крупнее 5 мм нет, то щебня требуется

                                               Щ = (45/93)*100 = 48 %

 

Расчёт количества минерального порошка

 На основании требования  ГОСТ 9128- 08 определяем, что частиц  мельче 0,071 мм в минеральной части  асфальтобетона должно быть в  пределах 6 – 12 %. Для расчёта можно принять 9 % . Если в минеральном порошке содержится 79% частиц мельче 0,071 мм, то минерального порошка всмеси должно быть

                                                       МП = (9/79)*100 = 11%

Расчёт количества песка

 П = 100 – (МП + Щ) = 100 – (48 + 11) = 41 %.

 

Рассчитать минеральный состав асфальтобетонной смеси по принципу непрерывной гранулометрии не удалось.  Расчёт состава минеральной части асфальтобетонной смеси по принципу прерывной гранулометрии приведён в табл. 3.1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.1.1 Расчёт состава  минеральной части асфальтобетонной смеси.

Минер матер.	Содержание минерального материала, %, мельче данного размера, мм
	40		20	15	10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	0,71
			Исходные минеральные  материалы
Щебень	100		98	95	60	7	0	0	0	0	0	0
Песок	100		100	100	100	100	86	76	60	13	5	0
МП	100		100	100	100	100	100	100	96	93	86	79
	Расчётные данные
Щебень	48	47		46	29	3	0	0	0	0	0	0
Песок	41	41		41	41	41	35	31	25	5	2	0
МП	11	11		11	11	11	11	11	11	10	9	9
Итог	100	99		98	81	55	46	42	36	15	11	9
Требования ГОСТ 9128-97, тип Б, прерыв	90 - 100	90-  100		80-100	70-100	50-60	38-48	28-37	20-28	14-22	10-16	6-12