Проектирования асфальтобетона

 

    

 

   Введение 

 Асафальтобетон – композиционный материал, получаемый в результате уплотнения рационально подобранной смеси, состоящей из щебня (гравий), песка с минеральным порошком или без него с битумом, взятых в определённых соотношениях и при необходимости , различных добавок.

 Асфальтовый бетон обладает значительной прочностью водонепроницаемостью, водоустойчивостью, способностью к упругим и пластическим деформациям. Он обеспечивает гладкость, эластичность дорожного покрытия, бесшумность движения на нем дает возможность широко применять местные материалы и осуществлять механизацию процессов приготовления, укладки и уплотнения. Кроме того, асфальтовый бетон обеспечивает удобство и быстроту ремонта дорожных покрытий, а также хорошее сцепление с автомобильными шинами.

  Вместе с тем асфальтовый бетон подвержен значительным температурным изменениям — размягчению и сдвигам в жаркое время года и трещинообразованию в зимнее время. Недостатком асфальтового бетона является значительное «старение», рассматриваемое как снижение его свойств с течением времени. Эти недостатки асфальтового бетона снижают срок его службы. Так как асфальтобетонное покрытие пока еще является дорогостоящим, то снижение его стоимости путем максимального использования местных материалов и усовершенствования техники производства является одной из основных задач.

  Согласно ГОСТ 9128-2009 («Смеси асфальтобетонные и аэродромные, асфальтобетоны) асфальтобетоны классифицируют по назначению:

1. дорожные.
2. аэродромные.
3. гидротехнические.
4. для устройства плоской кровли
5. для устройства полов в складных, промышленных помещений.

  В данной курсовой работе будут рассмотрены принципы проектирования асфальтобетона для верхнего слоя покрытия автомобильной дороги. Будут произведены выбор типа, марки асфальтобетона, оценка исходных материалов, расчёт состава минеральной части.

 Также в этой  работе будет рассмотрена тема  «Активация минерального порошка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Выбор вида, типа, марки асфальтобетона

   

Асфальтобетонные смеси  и асфальтобетон классифицируют по различным признакам. Согласно ГОСТ 9128 их классифицируют по следующим признакам.

1) По виду применяемого  каменного материала:

щебеночные; гравийные; песчаные.

Для каменного материал мы возьмем щебень. Так как он обеспечивает прочность асфальтобетона в связи с хорошим прилипанием к битуму. Также асфальтобетон с щебнем  более сдивигоустойчев, чем асфальтобетон с гравием

 Вид каменного материала – щебёночный

2) в зависимости от  физико-механических свойств и  применяемых материалов смеси  и асфальтобетон подразделяют на марки.

  3) В зависимости от вязкости битума и условий применения (температуры при      укладке) асфальтобетонные смеси подразделяют на виды:

- горячие - с использованием  вязких и жидких нефтяных дорожных  битумов, применяемые непосредственно после приготовления при температуре смеси не ниже 120 °С;

- холодные - с использованием  жидких битумов, допускаемые к  длительному хранению и применяемые  при температуре смеси не ниже 5°С.

 Выбор вида и марки асфальтобетона осуществляется в зависимости от дорожно-климатической зоны, категории строящейся автомобильной дороги или аэропорта и назначается на стадии проектирования в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85 (см. прил. табл. 2) и ГОСТ 9128-08 (см. прил. табл. 3). Для I дорожно-климатической зоны в соответствии СНиП 2.05.02-85 (см. прил. табл. 2) верхние слои покрытий предпочтительней устраивать из асфальтобетона горячего типа марки I, который обладает более высокой трещиностойкостью при низких зимних температурах по сравнению с холодным асфальтобетоном. И для устройства покрытий в I дорожно-климатической зоне не следует использовать холодный асфальтобетонные смеси, так как там климатические условия не способствуют нормальному формированию структуры этого материала.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Горячие асфальтобетоны более устойчивы к воздействию автомобилей, чем холодные асфальтобетоны, а так как сооружаемая дорога 1 категорий, то для неё предусмотрено интенсивное движение автомобиле. Поэтому вид – горячий  асфальтобетон,  марка асфальтобетона – I .

4) В зависимости от содержания щебня или гравия, вида песка асфальтобетонные смеси подразделяются на типы (см. прил. таб.1).

Тип смеси выбирается исходя из климатической зоны. Так как I климатическая зона,   характеризуется холодным и влажным климатом, для устройства верхних слоев покрытий целесообразно использовать смеси типа Б с содержанием щебня или гравия 40-45 %. По пределу прочности при сжатии при температуре 50 С (см.зд) наш асфальтобетон соответствует типу Б.

 

Тип асфальтобетона - Б

 

 

 

  5 ) В зависимости от значения остаточной пористости асфальтобетоны из горячих            смесей подразделяют на:

высокоплотные - с остаточной пористостью от 1,0 до 2,5 %;

плотные - с остаточной пористостью свыше 2,5 до 5 %;

пористые - с остаточной пористостью свыше 5,0 до 10,0 %;

высокопористые - с остаточной пористостью свыше 10,0 до 18,0 %.

 По заданию дорога 1 категории, то в соответствии СНиП 2.05.02-85 (см. прил. табл. 2) рекомендуется, чтобы асфальтобетон был плотным, так как устойчивость асфальтобетонного покрытия к воздействию воды в наибольшей степени взаимосвязана с пористостью смеси, так как поры доступны воде. Скорость старения  возрастает с увеличением пористости асфальтобетона. Возможность образования остаточных деформаций на покрытии в летнее время наиболее вероятна при наименьшей пористости, т.е при наиболее высоком содержании битума, но усталостная прочность асфальтобетона увеличивается ( со возрастанием битума).

    6) В зависимости от размера зёрен минерального материла горячие смеси делят на:

         а) крупнозернистые – с размером  зёрен до 40 мм.

         б) мелкозернистые – с размером  зёрен до 20 мм.

         в) песчаные – с размером  зёрен до 5 мм.

  Для верхних слоев  покрытия рекомендуется использовать  горячие смеси из зёрен мелкозернистого минерального материала. Так как покрытия из этих смесей обладают повышенной шероховатостью, что обеспечивает хорошее сцепление с автомобильными шинами. 

   

     Таблица 1.2 Показатели асфальтобетона

 

Тип асфальтобетона	Б
Марка                       асфальтобетона	I
Вид асфальтобетона	Горячий
Вид    каменного материала	Щебёночный
По остаточной пористости	Плотный
По размеру зёрен минерального материала	Мелкозернистый

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

 

  

 

  Оценка качества исходных материалов

2.1 Щебень

 

 Для приготовления асфальтобетонных смесей следует применять щебень из естественного камня, получаемый дроблением горных пород, по ГОСТ 8267-93, щебень из шлаков по ГОСТ 3344-83, а также гравий по ГОСТ 8267-93.

 Не допускается применять щебень из глинистых (мергелистых) известняков, глинистых песчаников и глинистых сланцев.

Гравий получают разгрохоткой по фракциям песчано-гравийных смесей по ГОСТ 8267-93.

 В асфальтобетонных смесях следует применять щебень или гравий следующих фракций: от 5 до 10, св. 10 до 20, св. 20 до 40 мм, а также смеси указанных фракций.

 Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне (гравии) должно быть не более 15 % по массе для смесей типа А и высокоплотных, не более 25 % - для смесей типов Б, Бх, не более 35 % - для смесей типов В, Вх

Рассчитаем   содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в для предлагаемого в задании щебня  щебне

 

По заданию содержание зерён пластинчатой и игловой  формы составляет, %:

фр. 5 – 10 мм – 13

фр. 10 – 20 мм. – 8

 

Таблица. 2.1.1 Зерновой состав щебня.

 

Наименование показателя	Диаметр отверстий сит, мм
	40	20	15	10	5	<5
Полный остаток	0	2	5	40	93	100
Полный  просев	100	98	95	60	7	0

 

 

Лещадность =  13 * 53 + 8 * 38     = 10,91%

                            53 + 38

 

Марка щебня или гравия по дробимости, истираемости и морозостойкости  в зависимости от марки, типа и  вида асфальтобетонных смесей должна соответствовать требованиям, указанным в ГОСТе 9128-97 (см. прил. табл. 5).

  Так как проектируемый нами асфальтобетон горячего вида, типа Б, а щебень гранитный, то марка по дробимости должна быть 1200, по истираемости И1, по морозостойкости F50.        

  Содержание зерен слабых пород в щебне и гравии в зависимости от вида горной      породы и марки по дробимости не должно быть более указанного в табл. 4(см. прил.)

       

 

        Для нашего щебня содержание зёрен слабых пород должно быть 5% по массе.

    Допустимое содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0, 05 мм) в щебне зависит от вида горной породы и марки по дробимости. Для испытуемого нами щебня содержание глинистых и пылевидных частиц должно быть 1% по массе.

     Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из слабо и неактивных шлаков не должно превышать 3%.

     Содержание  глины должно быть 0,25%

 

           Таблица 2.1.2 Результаты испытания образца  

       

Наименование показателя	Результаты  испытаний	Требование  ГОСТ 9128-08
Марка щебня по: - прочности - истираемости - морозостойкости - Содержание зёрен  пластинчатой и   игловитой формы	1200 И1 200                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             10,91	1200 И1 F50 Б < 25%

 

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