Frontpage Slideshow | Copyright © 2006-2010 JoomlaWorks, a business unit of Nuevvo Webware Ltd.



( 80 Голосов )
Avatar

Целью проектирования состава смеси является создание оптимальной структуры щебеночно-мастичного асфальтобетона с заранее заданными свойствами, которые должны обеспечить в конечном итоге требуемые эксплуатационные характеристики устраиваемого дорожного покрытия.

Сущность проектирования состава смеси состоит в выборе минеральных материалов и битумного вяжущего исходя из их физико-механических свойств, а также в определении такого соотношения компонентов, которое в результате дает оптимальную структуру асфальтобетона.

Выбор оптимального типа асфальтобетона и проектирование его состава в зависимости от свойств исходных материалов, дорожной конструкции, характера автомобильного движения и климатических условий местности всегда являлись основными задачами строительства долговечных асфальтобетонных покрытий. Традиционно проектирование асфальтобетонной смеси сводится к подбору зернового состава минеральной части и определению оптимального содержания битумного вяжущего. Общие принципы проектирования составов смесей остаются неизменными, в то же время подбор состава щебеночно-мастичного асфальтобетона имеет свои особенности.

Незаменимые материалы в современном строительстве Вы сможете найти на нашем сауте. Если Вы собираетесь купить кирпич, то у на Вы найдёте огромный выбор кирпича. Облицовочный кирпич разных видов и размеров, доставим в любом колличестве в указанное место.

Прежде чем проектировать состав щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси необходимо выбрать ее вид (по крупности применяемого щебня), исходя из проектной толщины устраиваемого слоя покрытия.

Смесь ЩМА-10 рекомендуется применять для устройства слоев покрытий толщиной 2-4 см, ЩМА-15 - при толщине слоя 3-5 см и ЩМА-20 - при толщине 4-6 см.

Для более тонких и более толстых слоев покрытий рекомендуется разрабатывать иные смеси. Например, при необходимости могут быть запроектированы по специальным техническим условиям песчаные (ЩМА-5) и крупнозернистые смеси (ЩМА-30, ЩМА-40) с максимальным размером зерен каменного материала 5 мм и до 40 мм соответственно.

Процесс подбора оптимального состава ЩМА можно условно разделить на три этапа:

  • На первом этапе в результате лабораторных испытаний определяют качество исходных минеральных материалов и битумного вяжущего, чтобы установить соответствие показателей свойств действующим требованиям.
  • На втором этапе определяют рациональное соотношение содержания щебня, песка из отсевов дробления, минерального порошка, битума и стабилизирующей добавки в смеси, чтобы обеспечить показатели свойств асфальтобетона, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 31015-2002.
  • На заключительном этапе рекомендуется проводить технико-экономическое сравнение вариантов подобранных составов смесей, отработку технологии приготовления смеси на асфальтобетонном заводе и, при необходимости, корректирование состава с учетом результатов пробной укладки и испытаний проб смесей из пробных замесов в заводской смесительной установке.
  • Минеральную часть ЩМА подбирают на основании предварительно установленных зерновых составов фракционированного щебня, песка из отсева дробления и минерального порошка по предельным зерновым составам, приведенным в таблице.

    Требования к зерновым составам ЩМА

    Вид смеси

    Содержание зерен в %, мельче данного размера, мм

    20

    15

    10

    5

    2,5

    1,25

    0,63

    0,315

    0,16

    0,071

    ЩМА-10

    100-

    40-

    29-

    26-

    22-

    20-

    17-

    15-

    90

    30

    19

    16

    13

    11

    10

    10

    ЩМА-15

    100-

    60-

    35-

    28-

    25-

    22-

    20-

    16-

    14-

    90

    40

    25

    18

    15

    12

    10

    9

    9

    ЩМА-20

    100-

    70-

    42-

    30-

    25-

    24-

    21-

    19-

    15-

    13-

    90

    50

    25

    20

    15

    13

    11

    9

    8

    8

    Примечание. При приемосдаточных испытаниях допускается определять зерновые составы смесей по контрольным ситам в соответствии с данными, выделенными жирным шрифтом.

    Основную часть состава используемого щебня должна составлять крупная фракция.

    Соотношению крупной и мелкой фракций в минеральной смеси также придается особое значение, так как от него будут зависеть технологические свойства горячей смеси, пористость минеральной части асфальтобетона, оптимальное количество битума и в конечном итоге - эксплуатационные свойства покрытия.

    В процессе подбора состава определяют параметр СА - соотношение мелких и крупных зерен каменного материала в смеси. Рассчитывается он следующим образом.

    Сначала выбирают размеры ячеек контрольных сит из стандартного набора, применяемого для рассева минеральных материалов.

    Контрольное сито №1 назначается по номинальному размеру квадратного отверстия, соответствующему крупности зерен Дном в проектном составе ЩМА, например 19 мм.

    Контрольное сито №2 должно соответствовать половине номинального размера, т.е. 19/2 = 9,5 мм.

    Контрольное сито №3 выбирают как наиболее близкое к размеру, определяемому как 0,22 Дном, т.е. равным 4,75 мм.

    При подборе состава минеральной части ЩМА параметр СА вычисляется в виде отношения содержания мелких зерен щебня к крупному щебню, в рассматриваемом случае это будет соотношение веса фракции 4,75-9,5 мм к полному остатку на сите 9,5 мм.

    Этот показатель во многом определяет свойства асфальтобетонной смеси. Чем выше величина параметра СА, тем труднее будет уплотняться асфальтобетонная смесь соответствующего зернового состава минеральной части и тем больше будет пористость минерального остова асфальтобетона. При формовании образцов методом вращательного уплотнения (в гираторе) было установлено, что изменение параметра СА на 0,2 приводит к изменению пористости минеральной части ЩМА примерно на 1%.

    Зерновой состав песчаной части смеси мельче 4,75 мм также подвергается анализу.

    Соответственно, четвертым контрольным размером отверстия сита будет 4,75/2~2,36 мм, а пятым контрольным ситом - 0,22 * 4,75~1,18 мм.

    Чем выше частный остаток на сите 2,36 мм, т.е. чем крупнее песчаная составляющая минеральной части ЩМА, тем в большей степени она будет раздвигать каркас из щебня. Аналогичному анализу подвергается песчаная часть зернового состава смеси мельче 1,18 мм.

    Изменение зернового состава песчаной составляющей позволяет дополнительно регулировать пористость минеральной части асфальтобетона, удобоуплотняемость и склонность к сегрегации асфальтобетонной смеси.

    В связи с этим рекомендуется применять специальный тест AASHTO ТР33 для оценки формы зерен песка по известной методике для минерального материала, прошедшего через сито 2,36 мм.

    Изменяя зерновой состав смеси на контрольных ситах, можно добиться желаемых свойств ЩМА.

    Кроме того, для определения наличия прямого контакта между крупными зернами в ЩМА существуют методы оценки межзерновой пустотности щебня после его уплотнения в цилиндре штыкованием или другим способом.

    При подборе зернового состава смеси следует учитывать содержание зерен мельче 0,071 мм в песке из отсева дробления и условия их частичного удаления из сушильного барабана системой пылеулавливания.

    При сухой системе пылеулавливания предусматривается дозирование циклонной пыли в смесительную установку вместе с минеральным порошком. При мокрой системе пылеулавливания удаленную из смеси пыль необходимо восполнить добавкой минерального порошка.

    Содержание битума и стабилизирующей добавки можно предварительно определить на основании компьютерных расчетов по специальным алгоритмам, а также по примерному расходу компонентов смеси, приведенному в ГОСТ 31015-2002, или же опираясь на опыт проектирования составов ЩМА на других минеральных материалах.

    Минимальное содержание битумного вяжущего в ЩМА (в процентах по массе) можно назначить, исходя из графика , построенного по нормам AASHTO РР 41-02.

    График минимального содержания битума в ЩМА
    Минимальное содержание битума в ЩМА

    Весьма эффективным оказался расчет проектного содержания битума в ЩМА, исходя из требуемого объемного содержания асфальтового вяжущего вещества, которое было установлено по способности «самозалечивания» дефектов и пор в дорожном покрытии. При заданном количестве минерального порошка в ЩМА расчетное содержание битума корреспондируется с величинами, принятыми по графику.

    По подобранному рецепту в лаборатории готовят пробный замес асфальтобетонной смеси массой около 3 кг. При этом необходимо особенно тщательно распределять навеску стабилизирующей добавки по объему смеси. Пробу приготовленной горячей смеси испытывают на стекание вяжущего.

    Нормы для зернового состава минеральной части ЩМА приведены в таблице "Требования к зерновым составам ЩМА", где обязательные требования по контрольным ситам выделены жирным шрифтом.

    Смеси должны выдерживать испытание на сцепление вяжущего с поверхностью зерен минеральной части по ГОСТ 12801-98. Хорошо подобранная смесь не должна расслаиваться при перевозке, выгрузке и распределении асфальтоукладчиком. Показатель стекания вяжущего при расчетной технологической температуре не должен превышать 0,2 %.

    Нормируемые величины показателей физико-механических свойств ЩМА приведены в следующей таблице.

    Физико-механические свойства ЩМА

    Наименование показателя

    Нормы для дорожно-климатических зон

    I

    II, III

    IV,V

    Пористость минерального остова, %

    15-19

    15-19

    15-19

    Остаточная пористость, %

    1,5-4,0

    1,5-4,5

    2,0-4,5

    Водонасыщение, % по объему:

    в лабораторных образцах

    1,0-3,5

    1,0-4,0

    1,5-4,0

    в кернах из покрытия, не более

    3,0

    3,5

    4,0

    Предел прочности при сжатии, МПа,

    при температуре 20°С, не менее

    2,2

    2,2

    2,5

    при температуре 50°С, не менее

    0,60

    0,65

    0,70

    Коэффициент внутреннего трения tg?, не менее

    0,92

    0,93

    0,94

    Сцепление при сдвиге, МПа
    (50°С, 50 мм/мин), не менее

    0,16

    0,18

    0,20

    Предел прочности на растяжение при расколе, 
    МПа (0°С, 50 мм/мин.)

    2,0-

    5,5

    2,5-

    6,0

    3,0-

    6,5

    Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее

    0,90

    0,85

    0,75

    Примечание: При использовании полимерно-битумных вяжущих допускается снижение нормы сцепления при сдвиге и предела прочности на растяжение при расколе на 20%.

    Для дорожных покрытий с интенсивным автомобильным движением состав ЩМА рекомендуется оптимизировать в рамках стандартных требований, чтобы повысить долговечность и эксплуатационные свойства верхнего слоя.

    Оптимизация производится, исходя из наиболее актуальных эксплуатационных свойств покрытия, например по водо- и морозостойкости, сдвигоустойчивости в конкретных условиях эксплуатации, усталостной и температурной трещиностойкости или по износостойкости. Причем для оценки эксплуатационных свойств ЩМА можно применять любые, включая нестандартные, методы испытаний, которые прошли апробацию в лаборатории.

    Пример зависимости прогнозируемой глубины колеи пластичности (за расчетный срок эксплуатации дорожного покрытия) от содержания битума в проектируемом составе ЩМА.

    Влияние содержания битума на расчетную глубину колеи в покрытии из ЩМА

    Зависимость показателя трещиностойкости (предельной относительной деформации растяжения при изгибе) от содержания битума в ЩМА того же зернового состава.

    Влияние содержания битума на предельное относительное удлинение ЩМА при 0 °С

    Из представленных графиков следует, что при увеличении содержания битума показатель сдвигоустойчивости ЩМА ухудшается, а показатель трещиностойкости, наоборот, улучшается. Анализируя данные на рисунках, можно заключить, что оптимальное содержание битума в запроектированном составе ЩМА должно находиться в пределах 6,5-6,7 %.

    Современные направления в области проектирования ЩМА базируются на повышении точности прогнозирования его долговечности в дорожных покрытиях в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

    От условных методов лабораторных испытаний переходят к методам оценки эксплуатационных свойств асфальтобетона, учитывающим реальные условия нагружения покрытия. Под эти методы испытаний разрабатываются специальные компьютерные программы, которые призваны прогнозировать работоспособность материала с учетом комплексного воздействия на покрытие дорожно-климатических факторов. Чем точнее будут учтены условия работы асфальтобетона в покрытии и чем глубже раскрыты закономерности его деформирования и разрушения, тем более надежный состав смеси может быть запроектирован применительно к конкретным условиям эксплуатации.


    Добавить комментарий


    Защитный код
    Обновить

    © 2016 Всё для дорожников-Программы,СНиПы,Книги,Форум. Все права защищены.

    ДорТверь © 2013 Все права защищены.

    Все используемые аудиовизуальные материалы, ссылки на которые размещены на сайте, являются собственностью их изготовителя (владельца прав) и охраняются Законом РФ "Об авторском праве и смежных правах", а также международными правовыми конвенциями. Вы можете использовать эти материалы только в том случае, если использование производится с ознакомительными целями. Эти материалы предназначены только для ознакомления - для прочих целей Вы должны купить лицензионную запись. Используемый формат кодирования аудиовизуальных материалов не может заменить качество оригинальных лицензионных записей. Все записи представлены в заведомо заниженном качестве. Eсли Вы оставляете у себя в каком-либо виде эти аудиовизуальные материалы, но не приобретаете соответствующую лицензионную запись - Вы нарушаете законы об Интеллектуальной собственности и Авторском праве, что может повлечь за собой преследование по соответствующим статьям существующего законодательства.