Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные литые и асфальтобетоны
..pdf
Кривая зернового состава рассчитываемой смеси должна располагаться между предельными кривыми (рис. 1.1 и 1.2).
Рис. 1.1. Зерновые составы мелкозернистой асфальтобетонной смеси с непрерывной гранулометрией типов А, Б, В
Рис. 1.2. Зерновые составы минеральной части песчаных смесей типов Г и Д
Высокие эксплуатационные показатели дают смеси с повышенным содержанием щебня и уменьшенным содержанием мине-
11
рального порошка. Предпочтение следует отдавать смесям с коэффициентом сбега 0,70…0,80.
В случае невозможности расчета плотной минеральной смеси по предельным кривым (отсутствие крупнозернистых песков и невозможности их замены высевными) необходимая плотность может быть подобрана по принципу прерывистой гранулометрии. Смеси с прерывистой гранулометрией более сдвигоустойчивы за счет жесткого каркаса.
Для определения расхода битума формуют пробные образцы из смеси с заведомо малым содержанием битума, затем определяют объем пустот в минеральном составе
П0 = (1 − |
|
|
100γ |
|
|
|
)100, |
(1.9) |
||||
(100 + Бпр )ρ М |
||||||||||||
где γ – объемная масса асфальтобетонного образца; |
|
|||||||||||
Бпр – содержание битума в пробной смеси, %; |
|
|||||||||||
ρ М – средняя плотность минерального материала, |
|
|||||||||||
ρ М= |
|
|
|
100 |
|
|
, |
(1.10) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
у |
щ |
+ |
у |
|
+ |
у |
|
|||||
|
|
|
|
п |
|
мп |
|
|
||||
|
ρ щ |
ρ |
|
п |
ρ |
|
мп |
|
||||
где ущ , уп, умп – содержание щебня, песка, минерального порошка,
%по массе;
ρщ,ρ пρ, мп – плотность щебня, песка, минерального порошка.
Расчетная формула для определения оптимального содержания битума будет иметь вид
Б= П0ϕρ б |
100 + Бпр |
, |
(1.11) |
|
100 |
||||
|
|
|
где ρ б – плотность битума; ϕ – коэффициент заполнения пустот минеральной смеси би-
тумом, зависящий от заданной остаточной пористости,
ϕ = |
П0 − П |
, |
(1.12) |
|
|||
|
П0 |
|
|
12
где П0 |
– пористостьминеральногосоставаасфальтобетона, % объема; |
||||||||||||||
П |
– заданная остаточная пористость асфальтобетона при |
||||||||||||||
20 ºС, % объема. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расчет зернового состава |
асфальтобетонной смеси сводится |
||||||||||||||
в табл. 1.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Наименование |
Содержа- |
|
|
Зерновой состав (прошло через сито |
|||||||||||
материала |
ние мате- |
|
|
|
с отверстием, мм), % по массе |
||||||||||
риала в % |
40 |
20 |
15 |
10 |
5,0 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,16 |
0,071 |
||||
|
|
||||||||||||||
|
|
Исходные материалы |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Расчет |
|
зернового состава |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ИТОГО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Требования ГОСТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9128–2009 (для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
асфальтобетонных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
смесей) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Требования ГОСТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
31015–2002 (для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
щебеночно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мастичныхасфаль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
тобетонныхсмесей) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Требования ТУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
400-24-158–89* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(длялитыхасфаль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
тобетонныхсмесей) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет зерновых составов минеральной части асфальтобетонных смесей должны соответствовать установленным в табл. 1.4 для нижних слоев покрытий и оснований, в табл. 1.5 – для верхних слоев покрытий.
Расчет зерновых составов, % по массе, минеральной части ще- беночно-мастичных асфальтобетонных смесей должны соответствовать установленным в табл. 1.6.
Расчет зерновых составов минеральной части литых асфальтобетонных смесей должнысоответствоватьустановленнымв табл. 1.7.
13
Таблица 1.4
|
Вид и тип смесей |
|
|
|
|
Размер зерен, мм, мельче |
|
|
|
||||
|
и асфальтобетонов |
40 |
20 |
15 |
10 |
|
5 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,16 |
0,071 |
|
Плотные типов: |
|
|
Непрерывные зерновые составы, % по массе |
|
|
|||||||
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90–100 |
66–90 |
56–70 |
48–62 |
|
40–50 |
28–38 |
20–28 |
14–20 |
10–16 |
6–12 |
4–10 |
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90–100 |
76–90 |
68–80 |
60–72 |
|
50–60 |
38–48 |
28–37 |
20–28 |
14–22 |
10–16 |
6–12 |
|
|
|
|
|
|
Прерывистые зерновые составы |
|
|
|
|||||
|
А |
90–100 |
66–90 |
56–70 |
48–62 |
|
40–50 |
28–50 |
20–50 |
14–50 |
10–28 |
6–16 |
4–10 |
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90–100 |
76–90 |
68–80 |
60–72 |
|
50–60 |
38–60 |
28–60 |
20–60 |
14–34 |
10–20 |
6–12 |
|
|
Пористые |
90–100 |
75–100 |
64–100 |
52–88 |
|
40–60 |
28–60 |
16–60 |
10–60 |
8–37 |
5–20 |
2–8 |
|
|
|
(90–100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высокопористые |
90–100 |
55–75 |
35–64 |
22–52 |
|
15–40 |
10–28 |
5–16 |
3–10 |
2–8 |
1–5 |
1–4 |
14 |
щебеночные |
|
(90–100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высокопористые |
– |
– |
– |
– |
|
70–100 |
64–100 |
41–100 |
25–85 |
17–72 |
10–45 |
4–10 |
|
|
|
||||||||||||
|
песчаные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание:
1.В скобках указаны требования к зерновым составам минеральной части асфальтобетонных смесей при ограничении проектной документацией крупности применяемого щебня.
2.При приемо-сдаточных испытаниях допускается определять зерновые составы смесей по контрольным ситам в соответствии с показателями, выделенными полужирным шрифтом.
Таблица 1.5
|
Вид и тип смесей |
|
|
|
Размер зерен, мм, мельче |
|
|
|
|||
|
и асфальтобетонов |
20 |
15 |
10 |
5 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,16 |
0,071 |
|
Горячие: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– высокоплотные |
90–100 |
70–100 |
56–100 |
30–50 |
24–50 |
18–50 |
13–50 |
12–50 |
11–28 |
10–16 |
|
|
|
(90–100) |
(90–100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
– плотные типов: |
|
|
Непрерывные зерновые |
составы, % по |
массе |
|
|
|||
|
А |
90–100 |
75–100 |
62–100 |
40–50 |
28–38 |
20–28 |
14–20 |
10–16 |
6–12 |
4–10 |
|
|
|
(90–100) |
(90–100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
90–100 |
80–100 |
70–100 |
50–60 |
38–48 |
28–37 |
20–28 |
14–22 |
10–16 |
6–12 |
|
В |
90–100 |
85–100 |
75–100 |
60–70 |
48–60 |
37–50 |
28–40 |
20–30 |
13–20 |
8–14 |
|
Г |
– |
– |
100 |
70–100 |
56–82 |
42–65 |
30–50 |
20–36 |
15–25 |
8–16 |
15 |
Д |
– |
– |
100 |
70–100 |
60–93 |
42–85 |
30–75 |
20–55 |
15–33 |
10–16 |
|
|
|
Прерывистые зерновые составы, % по массе |
|
|
||||||
|
А |
90–100 |
75–100 |
62–100 |
40–50 |
28–50 |
20–50 |
14–50 |
10–28 |
6–16 |
4–10 |
|
Б |
90–100 |
80–100 |
70–100 |
50–60 |
38–60 |
28–60 |
20–60 |
14–34 |
10–20 |
6–12 |
|
Холодные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бх |
90–100 |
85–100 |
70–100 |
50–60 |
33–46 |
21–38 |
15–30 |
10–22 |
9–16 |
8–12 |
|
Вх |
90–100 |
85–100 |
75–100 |
60–70 |
48–60 |
38–50 |
30–40 |
23–32 |
17–24 |
12–17 |
|
Гх и Дх |
– |
– |
100 |
70–100 |
62–82 |
40–68 |
25–55 |
18–43 |
14–30 |
12–20 |
|
Примечание: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.В скобках указаны требования к зерновым составам минеральной части асфальтобетонных смесей при ограничении проектной документацией крупности применяемого щебня.
2.При приемо-сдаточных испытаниях допускается определять зерновые составы смесей по контрольным ситам в соответствии с показателями, выделенными полужирным шрифтом.
Таблица 1.6
|
Вид смесей |
|
|
|
|
|
Размер зерен, мм, мельче |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
иасфальтобетонов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
15 |
10 |
|
5 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
|
0,315 |
|
0,16 |
|
0,071 |
||||
|
ЩМА-10 |
|
– |
– |
100–90 |
40–30 |
29–19 |
26–16 |
|
22–13 |
20–11 |
|
17–10 |
|
15–10 |
|||||
|
ЩМА-15 |
|
– |
100–90 |
60–40 |
35–25 |
28–18 |
25–15 |
|
22–12 |
20–10 |
|
16–9 |
|
14–9 |
|||||
|
ЩМА-20 |
|
100–90 |
70–50 |
42–25 |
30–20 |
25–15 |
24–13 |
|
21–11 |
19–9 |
|
15–8 |
|
13–8 |
|||||
|
Примечание. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
При приемосдаточных испытаниях допускается определять зерновые составы смесей по контрольным си- |
|||||||||||||||||||
|
там в соответствии с данными, выделенными жирным шрифтом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.7 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Основные классификационные особенности смесей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Назначение |
||||
|
Тип смеси |
Д наиб., мм |
|
|
Массовая доля, % |
|
|
|
Б |
|
|
|
||||||||
16 |
Фракций более 5 мм |
Асфальтовяжущего вещества |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
МП |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
I |
15 |
|
|
45–55 |
|
|
|
25–30 |
|
|
0,35–0,45 |
Новое строительство |
|||||||
|
II |
20 |
|
|
35–50 |
|
|
|
20–25 |
|
|
0,40–0,55 |
|
икапитальный |
||||||
|
III |
40 |
|
|
45–65 |
|
|
|
15–20 |
|
|
0,50–0,65 |
|
|
ремонт |
|
||||
|
IV |
5 |
|
|
– |
|
|
|
17–23 |
|
|
0,40–0,65 |
|
|
Тротуары |
|||||
|
V |
20 |
|
|
35–50 |
|
|
|
22–28 |
|
|
0,55–0,75 |
Текущий ремонт |
|||||||
Примечание:
1.Смеси типа I изготавливаются на основе использования щебня в виде смеси фракций от 3 до 15 мм, битумов с температурой размягчения не ниже 55 ºС или битумов с добавкой природных битуминизированных материалов, раздельного дозирования трех фракций щебня.
2.В асфальтовом вяжущем веществе (битум + минеральный порошок – «Б+МП») учитываются минеральные частицы мельче 0,071 мм.
2.ОТБОР И ПРИГОТОВЛЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ. ИЗГОТОВЛЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ
ОБРАЗЦОВ
2.1. Отбор проб и приготовление смесей в лаборатории
Отбор проб при приготовлении смесей в производственных смесительных установках начинают не ранее чем через 30 мин после начала выпуска смеси. Для испытаний необходимо отобрать объединенную пробу, составленную из трех-четырех тщательно перемешанных точечных проб.
Отбор точечных проб смесей производят в зависимости от производительности смесителя с интервалом от 15 до 30 мин. Точечные пробы отбирают непосредственно после выгрузки смеси из смесителя или накопительного бункера.
При проведении потребителем контрольных испытаний отбор проб производят из кузовов автомобилей, при этом из одного или нескольких автомобилей в зависимости от объема поставляемой партии отбирают три-четыре точечные пробы для одной объединенной пробы.
Масса объединенной пробы смесей в зависимости от размера зерен минерального материала должна быть не менее указанной в табл. 2.1.
|
|
Таблица 2.1 |
Наибольшая крупность |
Масса объединенной пробы, кг |
|
минерального |
Для приемосдаточных |
Для периодических |
материала, мм |
испытаний |
испытаний |
В а/б смеси: |
|
|
5 |
2,5 |
3,5 |
10, 15, 20 |
6,5 |
10,0 |
40 |
6,0 – для пористых и |
6,0 – для пористых и |
|
высокопористых смесей |
высокопористых смесей |
|
17,0 – дляплотныхсмесей |
28,0 – дляплотныхсмесей |
17
Для отбора проб из конструктивных слоев дорожных одежд выбирают участок покрытия на расстоянии не менее 0,5 м от края покрытия или оси дороги и размером не более 0,5×0,5 м. Отбор проб производят в виде вырубки прямоугольной формы или высверленных цилиндрических кернов. Цилиндрические керны высверливают на всю толщину покрытия (верхний и нижний слой вместе) с помощью буровой установки и разделяют слои в лаборатории.
Размеры вырубки и количество высверливаемых кернов с одного места устанавливают по максимальному размеру зерен и исходя из требуемого для испытаний количества образцов. При этом масса вырубки или кернов, отобранных с одного места, должна быть не менее, кг:
•1 – для песчаных смесей;
•2 – для мелкозернистых смесей;
•6 – для крупнозернистых смесей. Диаметр кернов должен быть не менее, мм:
•50 – для проб из песчаного асфальтобетона;
•70 – для проб из мелкозернистого асфальтобетона;
•100 – для проб из крупнозернистого асфальтобетона.
При требовании заказчика определять пределы прочности при сжатии переформованных образцов массу вырубки или кернов следует увеличивать.
Из вырубки выпиливают или вырубают три образца с ненарушенной структурой для определения средней плотности, водонасыщения, набухания и коэффициента уплотнения смесей в конструктивных слоях дорожных одежд.
Образцы должны иметь форму, приближающуюся к кубу или прямоугольному параллелепипеду со сторонами от 5 до 10 см. Наличие трещин в образцах не допускается. Образцы-керны испытывают целиком. Допускается при необходимости керны распиливать или разрубать на части.
18
При приготовлении смесей в лаборатории по горячей технологии минеральные материалы (щебень, песок, минеральный порошок) предварительно высушивают, а битум обезвоживают.
Минеральные материалы в количествах, заданных по составу, отвешивают в емкость, нагревают, периодически помешивая, до температуры, указанной в табл. 2.2, и добавляют требуемое количество ненагретого минерального порошка и нагретого в отдельной емкости вяжущего.
Смеси минеральных материалов окончательно перемешивают
влабораторном смесителе до полного и равномерного объединения всех компонентов. Время, необходимое для перемешивания, устанавливают опытным путем для каждого вида смесей. Перемешивание считают законченным, если все минеральные зерна равномерно покрыты вяжущим и в готовой смеси нет его отдельных сгустков.
Допускается смешивание вручную, при этом необходимо поддерживать в процессе приготовления горячих смесей температуру
всоответствии с требованием табл. 2.2.
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 |
|
|
|
Температура нагрева, °С, в зависимости |
|
||||
Наимено- |
|
|
от показателей вяжущего |
|
|
||
|
|
|
|
|
Условная вяз- |
||
вание |
Глубина проникания иглы при 25 °С, |
кость по виско- |
|||||
материалов |
|
|
0,1 мм |
|
|
зиметру с отвер- |
|
|
|
|
|
|
|
стием 5 мм, с |
|
|
40–60 |
61–90 |
91–130 |
131–200 |
201–300 |
70–130 |
131–200 |
Минераль- |
|
|
|
|
|
|
|
ные мате- |
170–180 |
165–175 |
160–170 |
150–160 |
140–150 |
100–120 |
120–140 |
риалы |
|
|
|
|
|
|
|
Вяжущее |
150–160 |
140–150 |
130–140 |
110–120 |
100–110 |
80–90 |
90–100 |
Смесь |
150–160 |
145–155 |
140–150 |
130–140 |
120–130 |
80–100 |
100–120 |
Примечание. При применении поверхностно-активных веществ или активированных минеральных порошков для приготовления смесей с вязкими вяжущими температуру нагрева минеральных материалов, вяжущего и смесей снижают на 10–20 °С.
19
Температура щебеночно-мастичных смесей в зависимости от применяемого битумного вяжущего при изготовлении образцов должна соответствовать значениям, указанным в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Глубина проникания иглы, 0,1 мм, |
Температура, °С |
|
|
при температуре 25 °С |
не менее |
|
|
|
От 40 до 60 включительно |
150–155 |
|
Свыше 60 |
до 90 включительно |
145–150 |
Свыше 90 |
до 130 включительно |
140–145 |
Свыше 130 до 200 |
135–140 |
|
Температура литой смеси при изготовлении образцов указана в табл. 2.4.
Таблица 2.4
Тип смеси |
Температура смеси, ºС |
|
|
I |
220–240 |
II, III |
200–220 |
IV |
165–180 |
V |
180–200 |
|
|
2.2. Контрольные образцы смесей асфальтобетона
Формы и размеры образцов
Физико-механические свойства смесей, асфальтобетонов определяют на образцах, полученных уплотнением смесей в стальных формах.
Формы для изготовления цилиндрических образцов представляют собой стальные полые цилиндры, которые могут изготовляться в виде кассеты с тремя взаимосвязанными цилиндрическими формами диаметром 101,0 мм, 71,4 мм, 50,5 мм или одиночных обычных (рис. 2.1). Размеры в зависимости от наибольшей крупности минеральных зерен приведены в табл. 2.5.
20