Проектирование состава асфальтобетона (стр. 2 из 5)
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.
В верхних слоях оснований можно использовать как пористый, так и высокопористый асфальтобетоны.
При стадийном строительстве нижний слой покрытий устраивают, как правило, из плотного крупнозернистого асфальтобетона.
Вид и тип плотного асфальтобетона для верхних слоев покрытий назначают в зависимости от категории дороги и климатических условий района строительства.
В районах I, II и частично III дорожно-климатических зон, характеризующихся холодным и влажным климатом, для устройства верхних слоев покрытий целесообразно использовать смеси типа Б с содержанием щебня или гравия 40 – 50 %, а также типов В, Г и Д, в которых формируется замкнутая поровая структура, препятствующая прониканию воды в покрытие. При этом в районах II дорожно-климатической зоны рекомендуется применять асфальтобетоны с остаточной пористостью не более 5% объема.
Для второй дорожно-климатической зоны (ГОСТ 9128-97):
Таблица 1
| Наименование показателя | Результаты испытаний | Требования ГОСТ 9128-97 для типа Б марки II |
| Марка щебня по прочности истираемости морозостойкости Содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы, % | 1000 И II F100 14,89 | Не ниже 800 Не ниже И II Не ниже F50 Не более 25 |
При строительстве верхнего слоя покрытий на дорогах третьей категории можно использовать горячие смеси типов А, Б, В, Г и Д II марки, а также холодные асфальтобетонные смеси типов Бх,Вх,Гх марки I.
В соответствии с требованиями нормативных документов и данными задания для проектирования асфальтобетонной смеси мною выбран асфальтобетон типа Б из горячих смесей марки II, потому что:
· результаты испытаний удовлетворяют требованиям ГОСТ 9128 - 97
· из практических соображений, для второй климатической зоны с её холодным климатом очень важно. Он обладает достаточно высокой сопротивляемостью механическим и атмосферным факторам, поэтому его применяют для устройства верхнего слоя двухслойных покрытий и при интенсивном движении
· по сравнению с типом Б, тип А является многощебенистым а/б, а т.к. щебень дороже песка, тип А менее экономичен. Тип Б проще запроектировать, т.к. тип А более требователен к процентному содержанию частиц на ситах.
ГЛАВА 2 «ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ»
2.1 Крупный заполнитель(щебень):
Для приготовления щебня используют прочные морозостойкие магматические, метаморфические и осадочные горные породы, а также прочные и морозостойкие медленноохлаждённые металлургические шлаки.
Прочность при сжатии горных пород должна быть не менее 100…120 МПа, а осадочных карбонатных пород металлургических шлаков - не менее 80…100 МПа.
Показатель прочности при износе в полочном барабане для щебня из горных пород не более25…35%, а для шлаков - не более 35%. Марки по износу бывают: И 1, И2, И3, И4.
Щебень для асфальтобетонных смесей должен быть чистым, (по ГОСТ 8267 п.4.71 таблица 9) не допускается содержание глинистых и пылеватых частиц свыше 1%.(т.к в соответствии с ГОСТ 25100 щебень гранитный является магматической породой ) Форма зёрен щебня должна быть приближена к тетраэдальной и кубовидной, а поверхность к - шероховатой, что повышает внутреннее трение и прилипание вяжущего. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне и гравии должно быть, % по массе, не более:
15 - для смесей типа А и высокоплотных;
35 - для смесей типов В, Вх.
Щебень для а/б смесей должен выдерживать без разрушения не менее 50 циклов переменного замораживания и оттаивания, а для нижнего слоя покрытия - не менее 25 циклов. Отсюда марки морозостойкости: F20, F25, F50.
Исходные данные:
· Щебень гранитный
- плотность - 2,7г/см³
- марка по прочности при раздавливании в цилиндре - 1000
- марка по износу в полочном барабане – ИII
- марка по морозостойкости –F100
- зерновой состав:
Таблица 2
| Наименование показателя | Диаметры отверстий сит, мм | ||||
| 20 | 15 | 10 | 5 | <5 | |
| Полный остаток,% | 6 | 9 | 57 | 98 | 100 |
| Полный просев,% | 94 | 91 | 43 | 2 | 0 |
- содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы, %
фр. 5 - 10 мм – 16%
фр. 10 - 20 мм – 14%
Содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы = (16*41+14*51)/(41+51)=14,89%(<25%)
Вывод: по всем указанным выше показателям щебень известняковый можно применить для проектирования горячей асфальтобетонной смеси типа Б, марки II.
2.2 Мелкий заполнитель (песок):
Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют природные и дроблёные пески, и отсевы продуктов дробления горных пород и гравия. Песок должен быть чистым и содержать пылевато-глинистых частиц не более 3% по массе.
Природный песок - неорганический сыпучий материал с крупностью до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования специального обогатительного оборудования.
Дроблёный песок получают дроблением скальных пород или кристаллических металлургических шлаков. В зависимости от прочности исходной горной породы дроблёный песок делят на две марки: 800 и 400. Для первой из них применяют горные породы с прочностью при сжатии не ниже 80 МПа, а второй - не ниже 40 МПа.
Песок из отсевов дробления - неорганический сыпучий материал с крупностью до 5 мм, получаемый из отсевов дробления горных пород при производстве щебня и из отходов обогащения руд черных и цветных металлов и металлических ископаемых и других отраслях промышленности.
Гранулометрический состав песка должен обеспечивать получение смеси с другими минеральными материалами с наибольшей плотностью. Из этих соображений для приготовления асфальтобетона применяют крупно и среднезернистые пески.
Исходные данные:
· Песок кварцевый
- плотность - 2,62 г/см³
- содержание загрязняющих примесей – 1,5 %
- зерновой состав:
Таблица 3
| Наименование показателя | Диаметры отверстий сит, мм | ||||||
| 5 | 2.5 | 1.25 | 0.63 | 0.315 | 0.16 | <0.16 | |
| Полные остатки,% | 0 | 20 | 40 | 60 | 85 | 98 | 100 |
| Полные просевы,% | 100 | 80 | 60 | 64 | 28 | 8 | 0 |
модуль крупности песка (Мк) без зерен размером крупнее 5 мм по формуле
где А2,5, А1,25, А063, А0315, А016 - полные остатки на сите с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и на ситах с сетками № 1,25; 063; 0315, 016, %.
Мк=(20+40+60+85+98)/100=3,0
Вывод: группа песка по модулю крупности - песок крупный II класса(в соответствие с ГОСТ 8736-93 Песок для строительных дорог. ТУ). В этом случае когда иметься крупный или средний песок минеральный остов асфальтобетонной смеси подбирают по принципу непрерывной гранулометрии. По содержанию пылеватых и глинистых частиц песок соответствует требованиям ГОСТ и пригоден для приготовления асфальтобетона.
2.3 Минеральный порошок:
Минеральный порошок получают помолом известняков, доломитов и других карбонатных пород с прочностью не менее 20МПа и содержанием загрязняющих и глинистых примесей не более 5%.
В ряде случаев, в качестве минерального порошка применяют порошкообразные отходы промышленности – пыль уноса цементных заводов, золы ТЭЦ.
Минеральный порошок повышает прочность асфальтобетона, но увеличивает его хрупкость, поэтому содержание минерального порошка в смеси должно быть минимальным, достаточным лишь для придания а/б нормативной прочности и плотности.
Функции минерального порошка:
- заполняет пустоты песчано-щебёночного каркаса и повышает плотность минеральной части;
- превращает нефтяной битум в асфальтовое вяжущее.
Для минеральных порошков существует ГОСТ 52129 – 2003 «Порошки», по которому классифицируют минеральные порошки:
МП – 1 – порошки из карбонатных пород не активированные и активизированные, и из битуменозных пород;
МП – 2 – порошки из некарбонатных пород, твёрдых и порошкообразных пород промышленного производства.
Технические требования:
· Тонкость помола должна быть такой, чтобы при мокром рассеве проходила через сито 1,25 – 100%;
0,315 – 90 ¸ 95%;
0,071 – 70¸80%;
· Пористость не более 35%;
· Набухание образцов из смеси порошка с битумом не более 2,5%;
· Влажность не более 1%.
Эти требования только для МП – 1.
Исходные данные:
· Минеральный порошок известняковый
- пористость – 25%
- плотность – 2.6 г/см³
- влажность – 0,5 %
- зерновой состав:
Таблица 4
| Наименование показателя | Диаметры отверстий сит, мм | |||||
| 1.25 | 0.63 | 0.315 | 0.16 | 0.071 | <0.071 | |
| Полные остатки,% | 0 | 4 | 7 | 19 | 25 | 100 |
| Полный просев,% | 100 | 96 | 93 | 81 | 75 | 0 |
Таблица 5
| Наименование показателя | Результаты испытаний | Требования ГОСТ Р 52129-2003 для марки МП-1 |
| Пористость, % Плотность, г/см3 Влажность, % Зерновой состав: мельче 1,25 мм -//- 0,315 мм -//- 0,071 мм | 25 2,6 0,8 100 93 75 | 35 - Не более 1,0 Не менее 100 Не менее 90 От 70 до 80 |
Вывод: минеральный порошок по показателям физико-механических свойств соответствует ГОСТ Р 52129-2003 и пригоден для приготовления асфальтобетона.