Asfaltbetooni teralise koostise määramine. Asfaltbetoonisegu koostise arvutamise meetodid. Näide asfaldisegu koostisainete optimaalsest valikust

Venemaal on kõige levinumaks muutunud asfaldi mineraalse osa koostiste valik. betoonisegud terade koostiste piiravate kõverate järgi. Killustiku, liiva ja mineraalpulbri segu on valitud selliselt, et tera koostise kõver asetseks piirkõveratega piiratud tsoonis ja oleks võimalikult ühtlane. Mineraalsegu fraktsionaalne koostis arvutatakse sõltuvalt valitud komponentide sisaldusest ja nende tera koostisest vastavalt järgmisele seosele:

j - komponendi number;

n on komponentide arv segus;

Tera koostise valimisel asfaldisegu, eriti purustussõelte liiva kasutamisel tuleb arvestada mineraalmaterjalis sisalduvate väiksemate kui 0,071 mm teradega, mis kuivatustrumlis kuumutamisel puhutakse välja ja ladestuvad tolmukogumissüsteemi.

Need peened osakesed saab kas segust eemaldada või koos mineraalpulbriga segamisseadmesse doseerida. Tolmupüüdmise kasutamise kord on täpsustatud asfaltbetoonisegude valmistamise tehnoloogilistes eeskirjades, arvestades materjali kvaliteeti ja asfaldisegutehase omadusi.

Lisaks määratakse vastavalt standardile GOST 12801-98 asfaltbetooni ja mineraalse osa keskmine ja tegelik tihedus ning nende väärtuste põhjal arvutatakse mineraalse osa jääkpoorsus ja poorsus. Kui jääkpoorsus ei vasta normaliseeritud väärtusele, arvutage uus bituumeni B sisaldus (massiprotsent) järgmise seose järgi:

Arvutatud bituumenikogusega valmistatakse segu uuesti ette, vormitakse sellest proovid ja määratakse uuesti asfaltbetooni jääkpoorsus. Kui see vastab nõutavale, siis võetakse aluseks arvutatud bituumeni kogus. Vastasel juhul korratakse bituumenisisalduse valimise protseduuri, mis põhineb tihendatud asfaltbetooni normaliseeritud pooride mahu lähendamisel.

Antud bituumenisisaldusega asfaltbetoonisegust moodustatakse prooviseeria, kasutades standardset tihendusmeetodit ning kõiki füüsikalisi ja mehaanilised omadused sätestatud GOST 9128-97. Kui asfaltbetoon ei vasta mõne näitaja osas standardi nõuetele, siis muudetakse segu koostist.

Sisehõõrdeteguri ebapiisava väärtuse korral tuleks segu liivases osas suurendada killustiku või purustatud terade suurte fraktsioonide sisaldust.

Madala nihkeadhesiooni ja survetugevuse korral 50 ° C juures tuleks seda suurendada (s. vastuvõetavad piirid) mineraalse pulbri sisaldusega või kasutage viskoossemat bituumenit. Kõrgete tugevusväärtuste korral 0°C juures on soovitatav vähendada mineraalpulbri sisaldust, vähendada bituumeni viskoossust, kasutada polümeer-bituumensideainet või plastifikeerivaid lisandeid.

Asfaltbetooni ebapiisava veekindluse korral on soovitatav suurendada mineraalpulbri või bituumeni sisaldust, kuid piires, mis tagab mineraalse osa jääkpoorsuse ja poorsuse nõutavad väärtused. Veekindluse suurendamiseks on efektiivne kasutada pindaktiivseid aineid (pindaktiivseid aineid), aktivaatoreid ja aktiveeritud mineraalpulbreid. Asfaltbetoonisegu koostise valik loetakse lõpetatuks, kui kõik asfaltbetooniproovide testimisel saadud füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste näitajad vastavad standardi nõuetele. Samas sees standardnõuded asfaltbetoonile on soovitatav optimeerida segu koostist suurenemise suunas tööomadused katendi korrastatud struktuurse kihi vastupidavus.

Seadmele mõeldud segu koostise optimeerimine ülemised kihid teekatted, seostati kuni viimase ajani asfaltbetooni tiheduse suurenemisega. Sellega seoses on teedeehituses välja kujunenud kolm meetodit, mida kasutatakse tihedate segude terakoostise valikul. Algselt nimetati neid järgmiselt:

- eksperimentaalne (saksa) meetod tihedate segude valimiseks, mis seisneb ühe materjali järkjärgulises täitmises teisega;
- kõverate meetod, mis põhineb teravilja koostise valikul, lähenedes tihedate segude etteantud matemaatiliselt "ideaalsetele" kõveratele;
- Ameerika standardsegude meetod, mis põhineb kindlatest materjalidest valmistatud segude tõestatud koostistel.

Need meetodid pakuti välja umbes 100 aastat tagasi ja võeti vastu edasine areng.

Tihedate segude valimise eksperimentaalse meetodi olemus on ühe materjali pooride järkjärguline täitmine suuremate teradega teise väiksema mineraalmaterjaliga. Praktikas toimub segu valik järgmises järjekorras.

100 massiosale esimesest materjalist, 10, 20, 30 jne, lisatakse järjestikku teise massiosad, pärast nende segamist ja tihendamist määratakse keskmine tihedus ja minimaalse tühimike arvuga segu tihendatud. olek on valitud.

Kui on vaja teha kolme komponendi segu, siis kahe materjali tihedale segule lisatakse järk-järgult suurenevate portsjonitena kolmas materjal ja valitakse ka kõige tihedam segu. Kuigi selline tiheda mineraalsüdamiku valik on töömahukas ega võta arvesse vedelfaasi sisalduse ja bituumeni omaduste mõju segu tihendatavusele, kasutatakse seda siiski eksperimentaalsetes uuringutes.

Lisaks võeti tihedate betoonisegude valmistamise arvutusmeetodite aluseks tihedate segude valiku katsemeetod. puistematerjalid erineva suurusega ja seda arendati edasi katse planeerimise meetodites. Projekteerimismetoodikas kasutatakse tühimike järjestikuse täitmise põhimõtet optimaalsed koostised tee asfaltbetoon, mis kasutab killustikku, killustikku ja mis tahes granulomeetriaga liiva.

Töö autorite sõnul võimaldab pakutud arvutus-katsetehnika optimaalselt kontrollida asfaltbetooni struktuuri, koostist, omadusi ja maksumust. Muutuvate struktuuri- ja juhtimisparameetrite rollis kasutatakse:

- killustiku, kruusa ja liiva terade eralduskoefitsiendid;
- mineraalpulbri mahuline kontsentratsioon asfaldi sideaines;
- koostise optimaalsuse kriteerium, mida väljendatakse komponentide minimaalse kogumaksumusega toodanguühiku kohta.

Killustiku, liiva ja mineraalpulbri tühimike järjestikuse täitmise põhimõtte alusel arvutati vedelal bituumenil põhineva suure tihedusega asfaltbetooni segu ligikaudne koostis.

Komponentide sisaldus segus arvutati eelseadistatud tõeste ja tulemuste põhjal puistetiheduse mineraalsed materjalid. Lõplikku koostist täpsustati eksperimentaalselt, muutes ühiselt segu kõigi komponentide sisaldust katse matemaatilise planeerimise meetodil simpleksil. Optimaalseks peeti segu koostist, mis tagab asfaltbetooni mineraalse südamiku minimaalse poorsuse.

Teine asfaltbetooni terakoostise valiku meetod põhineb tihedate mineraalsete segude valikul, mille terakoostis läheneb Fulleri, Grafi, Hermani, Bolomey, Talbot-Richardi, Kitt-Peffi jt autorite ideaalkõveratele. Need kõverad on enamikul juhtudel esindatud segus nõutava terasisalduse võimsusseaduse sõltuvustega nende peenusest. Näiteks on tiheda segu Fulleri osakeste suuruse jaotuskõver antud järgmise võrrandiga:

D - segu suurim tera suurus, mm.

Asfaltbetoonisegu terade koostise normaliseerimiseks kaasaegses American Superpave'i projekteerimismeetodis aktsepteeritakse ka maksimaalse tiheduse granulomeetrilisi kõveraid, mis vastavad võimsusseadusele eksponendiga 0,45.

Pealegi on lisaks terade sisalduse vahemikku piiravatele kontrollpunktidele ka sisemine piirangutsoon, mis paikneb piki maksimaalse tihedusega granulomeetrilist kõverat 2,36 ja 0,3 mm suuruste terade vahel. Arvatakse, et piiritsooni läbiva osakeste suuruse jaotusega segudel võib olla probleeme tihenemise ja nihkestabiilsusega, kuna need on bituumenisisalduse suhtes tundlikumad ja muutuvad plastiliseks, kui neid kogemata orgaanilise sideainega üledoseerida.

Tuleb märkida, et GOST 9128-76 nägi ette ka tihedate segude terakoostise kõverate jaoks piiravat tsooni, mis asub pideva ja katkendliku granulomeetria piirkõverate vahel. Joonisel fig. 1 see tsoon on varjutatud.

Riis. üks. - peeneteralise osa mineraalse osa terakoostised:

Kuid 1986. aastal, kui standard uuesti välja anti, kaotati see piirang ebaolulisena. Veelgi enam, Sojuzdornia (A.O. Sal) Leningradi filiaali töödes on näidatud, et varjutatud tsooni läbivad nn poolkatkestavad segud on mõnel juhul eelistatavamad kui pidevad mineraali väiksema poorsuse tõttu. osa asfaltbetoonist ja katkendlikud suurema vastupidavuse tõttu delaminatsioonile.

Tuntud uurimused V.V. Okhotin, milles näidati, et kõige tihedama segu võib saada tingimusel, et materjali moodustavate osakeste läbimõõt väheneb suhtega 1:16 ja nende massikogused - 1:0,43. Arvestades aga sellise jämedate ja peenfraktsioonide vahekorraga segude eraldumise tendentsi, on tehtud ettepanek lisada vahefraktsioone. Samal ajal ei muutu 16 korda väiksema läbimõõduga fraktsiooni kaal üldse, kui tühimikud täidetakse mitte ainult nende fraktsioonidega, vaid näiteks 4 korda väiksema tera läbimõõduga fraktsioonidega.

Kui 16 korda väiksema läbimõõduga fraktsioonidega täitmisel oli nende massisisaldus 0,43, siis 4 korda väiksema tera läbimõõduga fraktsioonidega täitmisel peaks nende sisaldus olema võrdne k = 0,67. Kui lisada veel üks vahefraktsioon, mille läbimõõt väheneb 2 korda, siis peaks fraktsioonide suhe olema k = 0,81. Seega saab kogu aeg sama palju vähenevate murdude massilist hulka väljendada matemaatiliselt jadana geomeetriline progressioon:

Y1 on esimese murdosa kogus;

k - äravoolukoefitsient;

n on segu fraktsioonide arv.

Saadud progressioonist tuletatakse esimese murru kvantitatiivne väärtus:

Seega nimetatakse äravoolukoefitsienti tavaliselt nende fraktsioonide massisuhteks, mille osakeste suurused on seotud 1:2, st standardsõelte komplektis lähimate rakkude suuruse suhtena.

Kuigi teoreetiliselt on kõige tihedamad segud arvutatud äravoolukoefitsiendiga 0,81, osutusid praktikas tihedamaks katkendliku tera koostisega segud.

See on seletatav asjaoluga, et esitatud teoreetilised arvutused tihedate segude valmistamiseks äravoolukoefitsiendi järgi ei võta arvesse suurte materjaliterade eraldumist väiksemate teradega. Sellega seoses on P.V. Sahharov märkis, et positiivseid tulemusi segu tiheduse suurendamisel saadakse ainult fraktsioonide astmelise (vahelduva) valikuga.

Kui segafraktsioonide suuruste suhe on väiksem kui 1:2 või 1:3, siis väikesed osakesed ei täida suurte terade vahelist tühimikku, vaid liigutavad neid lahku.

Erineva äravoolukoefitsiendiga asfaltbetooni mineraalosa osakeste suurusjaotuse kõverad on näidatud joonisel fig. 2.

Riis. 2. - Erineva äravoolukoefitsiendiga asfaldisegude mineraalse osa granulomeetriline koostis:

Hiljem täpsustati külgnevate fraktsioonide osakeste läbimõõtude suhet, välistades suurte terade eraldamise mitmefraktsioonilises mineraalsegus. Vastavalt P.I. Bozhenov, et välistada suurte terade eraldamine väikestega, läbimõõdu suhe peen fraktsioon jämefraktsiooni läbimõõt ei tohiks olla suurem kui 0,225 (st 1:4,44). Arvestades praktikas testitud mineraalsegude koostisi, on N.N. Ivanov soovitas kasutada segude valikul osakeste suuruse jaotuskõveraid, mille äravoolukoefitsient jääb vahemikku 0,65–0,90.

Töödavusele orienteeritud tihedate asfaltbetoonisegude granulomeetrilised koostised normaliseeriti NSV Liidus aastatel 1932–1967. Nende standardite kohaselt sisaldasid asfaltbetoonisegud piiratud koguses killustikku (26-45%) ja mineraalpulbrit (8-23%). Selliste segude kasutamise kogemus on näidanud, et katenditel tekivad lained, nihked ja muud plastilised deformatsioonid, eriti tiheda ja tiheda liiklusega teedel. Samas oli katete pinnakaredus liiklusohutustingimustest lähtuvalt ka ebapiisav, et tagada autode ratastega kõrge haardumine.

Asfaltbetoonisegude standardis tehti põhimõttelisi muudatusi 1967. aastal. GOST 9128-67 sisaldas uusi segude koostisi raam-asfaltbetooni jaoks suure killustikusisaldusega (kuni 65%), mida hakati lisama teeprojektidesse koos suur liiklusintensiivsus. Asfaldisegudes vähendati ka mineraalse pulbri ja bituumeni kogust, mis oli põhjendatud vajadusega liikuda plastilt jäigematele segudele.

Paljude killustikusegude mineraalse osa koostised arvutati kuupparabooli võrrandiga, mis oli seotud nelja kontrolltera suurusega: 20; 5; 1,25 ja 0,071 mm.

Karkass-asfaltbetooni uurimisel ja teostamisel suur tähtsus anti katete kareduse suurendamiseks. Seadme meetodid asfaltbetoonkate kareda pinnaga kajastusid soovitustes, mis töötati välja eelmise sajandi 60ndate alguses ja mida algselt rakendati NSVL transpordiministeeriumi Glavdorstroy rajatistes. Arendajate hinnangul oleks kareduse tekitamisele pidanud eelnema asfaltbetooni ruumilise karkassi moodustamine. Praktikas saavutati see mineraalpulbri koguse vähendamisega segus, suurte purustatud terade sisalduse suurendamisega ning segu täieliku tihendamisega, milles puutuvad omavahel kokku killustiku ja jämeda liiva fraktsioonide terad. Karkassstruktuuri ja kareda pinnaga asfaltbetooni valmistamine oli ette nähtud 50-65 massiprotsendilise terasisaldusega üle 5 (3) mm. A-tüüpi peeneteralistes segudes ja 33-55% teradest, mis on suuremad kui 1,25 mm. G-tüüpi liivasegudes, mille mineraalpulbri sisaldus on piiratud (4-8% peeneteralistes segudes ja 8-14% liivastes).

Soovitused asfaltbetoonkatete nihkekindluse tagamiseks karkassasfaltbetooni kasutamise tulemusena mineraalsüdamiku sisehõõrdumise suurendamise teel on ka välisväljaannetes.

Näiteks Ühendkuningriigi tee-ettevõtted kasutavad troopiliste ja subtroopiliste maade asfaltbetoonkatete ehitamisel spetsiaalselt terakoostisi, mis on valitud kuupparabooli võrrandi järgi.

Sellistest segudest katete stabiilsus tagatakse peamiselt nurgeliste osakeste mehaanilise lukustamise tulemusena, milleks peab olema kas tugev killustik või killustik. Sellistes segudes ei ole lubatud kasutada purustamata kruusa.

Katte vastupidavust nihkedeformatsioonidele saab suurendada killustiku suuruse suurendamisega. USA standard ASTM D 3515-96 nägi ette asfaldisegud, mis on jagatud üheksaks klassiks sõltuvalt maksimaalsest terasuurusest vahemikus 1,18 kuni 50 mm.

Mida kõrgem on sort, seda suurem on killustik ja seda väiksem on mineraalipulbri sisaldus segus. Kuubikujulisele paraboolile ehitatud terakompositsioonide kõverad tagavad katte tihendamise ajal suurte teradega jäiga raami, mis tagab peamise vastupidavuse transpordikoormustele.

Enamasti valitakse asfaldisegu mineraalne osa jämedate, keskmise ja peeneteraliste komponentide hulgast. Kui koostises olevate mineraalsete materjalide tegelik tihedus erineb üksteisest oluliselt, siis on soovitatav nende sisaldus segus arvutada mahu järgi.

Praktikas tõestatud asfaltbetoonisegude mineraalse osa terakoostised on standarditud kõigis tehniliselt arenenud riikides, arvestades nende kasutusvaldkonda. Need kompositsioonid on reeglina üksteisega kooskõlas.

Üldiselt peetakse asfaltbetooni koostise kujundamise kõige arenenumaks elemendiks mineraalse osa granulomeetrilise koostise valikut kas optimaalse tiheduse kõverate või pooride järjestikuse täitmise põhimõtte järgi. Keerulisem on olukord vajaliku kvaliteediga bituumensideaine valikuga ja selle optimaalse sisalduse põhjendamisega segus. Siiani puudub üksmeel asfaldisegu bituumenisisalduse määramise arvutusmeetodite usaldusväärsuses.

Praegused eksperimentaalsed meetodid sideaine sisu valimiseks näitavad erinevaid meetodeid asfaltbetooni näidiste valmistamine ja katsetamine laboris ning mis kõige olulisem, ei võimalda piisavalt usaldusväärselt prognoosida teekatete vastupidavust ja kasutusseisundit sõltuvalt töötingimustest.

P.V. Sahharov tegi ettepaneku kavandada asfaltbetooni koostis vastavalt eelnevalt valitud asfaldi sideaine koostisele. Bituumeni ja mineraalpulbri kvantitatiivne suhe asfaldisideaines valiti eksperimentaalselt sõltuvalt plastilise deformatsiooni indeksist (veekindluse meetodil) ja kaheksakeste proovide tõmbetugevusest. Asfaldisideaine termilist stabiilsust võeti arvesse ka tugevusnäitajate võrdlemisel temperatuuridel 30, 15 ja 0°C. Katseandmetele tuginedes soovitati kinni pidada bituumeni ja mineraalpulbri massisuhtest (B/MP) vahemikus 0,5 kuni 0,2.

Selle tulemusena iseloomustas asfaltbetooni koostisi mineraalpulbri suurenenud sisaldus. Edasistes uuringutes on I.A. Rybievi sõnul näidati, et B/MP ratsionaalsed väärtused võivad olla 0,8 ja isegi suuremad. Lähtudes optimaalsete konstruktsioonide tugevusseadusest (joondusreegel) soovitati meetodit asfaltbetooni koostise kavandamiseks antud töötingimuste jaoks. kõnnitee. Tõdeti, et asfaltbetooni optimaalne struktuur saavutatakse bituumeni viimisega kileseisundisse.

Samas näidati, et optimaalne bituumenisisaldus segus ei sõltu ainult komponentide kvantitatiivsest ja kvalitatiivsest vahekorrast, vaid ka tehnoloogilistest teguritest ja tihendusrežiimidest.

Seetõttu on teekatete vastupidavuse suurendamisega ka edaspidi peamiseks ülesandeks asfaltbetooni nõutavate toimivusnäitajate teaduslik põhjendamine ja nende saavutamise ratsionaalsed viisid.

Asfaltbetoonisegus bituumenisisalduse määramiseks nii mineraalsete terade pinnal oleva bituumenkile paksuse kui ka tihendatud mineraalsegus olevate tühimike arvu järgi on mitmeid arvutusmeetodeid.

Esimesed katsed neid asfaldisegude projekteerimisel kasutada lõppesid sageli ebaõnnestumisega, mistõttu tekkis vajadus täiustada segu bituumenisisalduse määramise arvutusmeetodeid. N.N. Ivanov tegi ettepaneku võtta arvesse kuuma asfaltbetoonisegu parimat tihendamist ja mõningast varu soojuspaisumine bituumen, kui bituumenisisalduse arvutamisel võetakse aluseks tihendatud mineraalsegu poorsus:

B - bituumeni kogus,%;

Р - tihendatud mineraalsegu poorsus, %;

c6 - bituumeni tegelik tihedus, g/cm. kuubik;

c on tihendatud kuivsegu keskmine tihedus, g/cm. kuubik;

0,85 - bituumeni vähenemise koefitsient, mis on tingitud segu paremast tihendamisest bituumeniga ja bituumeni paisumisteguriga, mis on võrdne 0,0017-ga.

Tuleb märkida, et tihendatud asfaltbetooni komponentide mahusisalduse, sealhulgas õhupooride mahu või jääkpoorsuse arvutused tehakse mis tahes projekteerimismeetodil faasimahu normaliseerimise vormis. Näiteks joonisel fig. 3 näitab A-tüüpi asfaltbetooni mahulist koostist sektordiagrammi kujul.

Riis. 3. - Asfaltbetooni faaside mahu normaliseerimine:

Selle diagrammi järgi on bituumenisisaldus (mahuprotsentides) võrdne mineraalse karkassi poorsuse ja tihendatud asfaltbetooni jääkpoorsuse vahega. Nii soovitas M. Durieu meetodit bituumenisisalduse arvutamiseks kuumas asfaldisegus vastavalt küllastusmoodulile. Asfaltbetooni küllastusmoodul sideaine määrati katse- ja tootmisandmete põhjal ning iseloomustab sideaine osakaalu mineraalsegus, mille eripindala on 1 ruutmeetrit/kg.

See metoodika on kasutusele võetud bituumensideaine minimaalse sisalduse määramiseks sõltuvalt mineraalse osa tera koostisest LCPC asfaldisegu projekteerimismeetodis. mille on välja töötanud Prantsusmaa sildade ja teede kesklabor. Selle meetodi kohaselt määratakse bituumeni massisisaldus järgmise valemiga:

k on asfaltbetooni küllastumise moodul sideainega.

S - osaline jääk 0,315 mm suuruste aukudega sõelale, %;
s - osaline jääk 0,08 mm suuruste aukudega sõelale, %;

Bituumenisisalduse arvutamise meetodit bituumenkile paksuse järgi täiustas oluliselt I.V. Korolev. Katseandmete põhjal eristas ta standardfraktsioonide terade eripinda sõltuvalt kivimi olemusest. Kivimaterjali iseloomu, tera suuruse ja bituumeni viskoossuse mõju optimaalne paksus bituumenkile asfaldisegus.

Järgmine samm on alla 0,071 mm mineraalosakeste bituumeni mahtuvuse diferentseeritud hindamine. Mineraalpulbri terade koostise ja 1 kuni 71 mikroni suuruste fraktsioonide bituumenisisalduse statistilise prognoosimise tulemusena MADI-s (GTU) töötati välja tehnika, mis võimaldab saada arvutuslikke andmeid, mis kattuvad rahuldavalt katsega. bituumenisisaldus asfaltbetooni segus.

Teine lähenemine bituumenisisalduse määramisel asfaltbetoonis põhineb seosel mineraalse karkassi poorsuse ja mineraalse osa teralise koostise vahel. Jaapani eksperdid pakkusid välja erineva suurusega osakeste eksperimentaalsete segude uurimise põhjal matemaatiline mudel mineraalse selgroo poorsus (VMA). Kindlaksmääratud korrelatsioonisõltuvuse koefitsientide väärtused määrati killustiku-mastiks asfaltbetoonile, mis tihendati pöörlevas tihendajas (güraatoris) 300 vormipöördega. Töös pakuti välja bituumenisisalduse arvutamise algoritm, mis põhineb asfaltbetooni poorikarakteristikute korrelatsioonil segu teralise koostisega. Erinevat tüüpi tiheda asfaltbetooni katsetamisel saadud andmete hulga töötlemise tulemuste põhjal tehti optimaalse bituumenisisalduse arvutamiseks järgmised seosed:

K on granulomeetria parameeter.

Dcr - minimaalne suurus suure fraktsiooniga terad, millest väiksemad sisaldavad 69,1 massiprotsenti segust, mm .;

D0 - keskmise fraktsiooni tera suurus, millest peenem sisaldab segu massist 38,1%, mm;

D peen - peenfraktsiooni maksimaalne tera suurus, millest peenem sisaldab segu massist 19,1%, mm.

Kuid igal juhul tuleks arvutatud bituumeni annuseid korrigeerida kontrollpartiide valmistamisel, sõltuvalt moodustunud asfaltbetooni proovide katsetulemustest.

Asfaltbetoonisegude koostiste valikul lähtub prof. N.N. Ivanova: "Bituumenit ei tohiks võtta rohkem, kui on määratud piisavalt tugeva ja stabiilse segu saamisel, kuid bituumenit tuleks võtta nii palju kui võimalik ja mitte mingil juhul nii vähe kui võimalik." Asfaltbetoonisegude valiku katsemeetodid hõlmavad tavaliselt standardproovide ettevalmistamist kindlaksmääratud tihendusmeetoditega ja nende laboratoorset testimist. Iga meetodi jaoks on välja töötatud sobivad kriteeriumid, mis ühel või teisel määral määravad kindlaks tihendatud proovide laboratoorsete testide tulemuste ja tööomadused asfaltbetoon töötingimustes.

Enamikul juhtudel on need kriteeriumid määratletud ja standarditud riiklike asfaltbetooni standarditega.

Järgmised skeemid on tavalised mehaaniline katsetamine joonisel fig. neli.

Riis. neli. - Asfaltbetooni koostise projekteerimisel silindriliste näidiste katsetamise skeemid:

a - Duryezi järgi;

b - Marshalli järgi;

c - Khvimi järgi;

d - Hubbard-Fieldi järgi.

Asfaltbetooni koostiste projekteerimise erinevate eksperimentaalsete meetodite analüüs näitab retsepti määramise lähenemisviiside sarnasust ja erinevust nii proovide testimismeetodites kui ka hinnatavate omaduste kriteeriumides.

Asfaltbetoonisegu projekteerimismeetodite sarnasus põhineb komponentide sellise mahusuhte valikul, mis annab kindlaksmääratud jääkpoorsuse väärtused ja asfaltbetooni mehaaniliste omaduste normaliseeritud näitajad.

Venemaal testitakse asfaltbetooni projekteerimisel standardseid silindrilisi proove üheteljelise kokkusurumise suhtes (vastavalt Duriez skeemile), mis vormitakse laboris vastavalt standardile GOST 12801-98, sõltuvalt killustiku sisaldusest segus kas staatiline koormus 40 MPa või vibratsiooniga, millele järgneb täiendav tihendamine koormusega 20 MPa. Välispraktikas on enim levinud asfaltbetoonisegude projekteerimise Marshalli meetod.

Kuni viimase ajani on USA-s kasutatud Marshalli, Hubbard-Fieldi ja Khvimi järgi asfaldisegude projekteerimise meetodeid. kuid viimasel ajal on mitmed osariigid rakendamas "Superpave" disainisüsteemi.

Asfaltbetoonisegude projekteerimise uute meetodite väljatöötamisel välismaal pöörati suurt tähelepanu proovide tihendamise meetodite täiustamisele. Praegu on Marshalli järgi segude kavandamisel ette nähtud kolm proovi tihendamisastet: vastavalt 35, 50 ja 75 lööki mõlemal küljel, kopsuhaigused, keskmise ja raske liiklusega sõidukid. Ameerika Ühendriikide armee inseneride korpus täiustas pärast põhjalikku uurimistööd Marshalli testimist ja laiendas seda ka lennuväljade katete segude projekteerimisele.

Asfaldisegude projekteerimine vastavalt Marshalli meetodile eeldab, et:

- algsete mineraalsete materjalide ja bituumeni vastavus tehniliste tingimuste nõuetele on esialgselt kindlaks tehtud;
- mineraalsete materjalide segu granulomeetriline koostis valiti projekteerimisnõuetele vastavaks;
- määratletud väärtused tegelik tihedus viskoosne bituumen ja mineraalsed materjalid sobivate katsemeetoditega;
- erineva sideainesisaldusega segude laboratoorsete partiide valmistamiseks kuivatatakse piisav kogus kivimaterjali ja jagatakse fraktsioonideks.

Marshalli testide jaoks valmistatakse 6,35 cm kõrgused ja 10,2 cm läbimõõduga standardsed silindrilised katsekehad, mida tihendatakse langeva raskuse mõjul. Segud valmistatakse erineva bituumenisisaldusega, mis tavaliselt erinevad üksteisest 0,5%. Soovitatav on valmistada vähemalt kaks segu bituumenisisaldusega üle "optimaalse" väärtuse ja kaks segu, mille bituumenisisaldus on väiksem kui "optimaalne" väärtus.

Bituumenisisalduse täpsemaks määramiseks laboratoorseks testimiseks on soovitatav kõigepealt kindlaks määrata ligikaudne "optimaalne" bituumenisisaldus.

"Optimaalse" all mõeldakse bituumeni sisaldust segus, mis tagab vormitud proovide maksimaalse Marshalli stabiilsuse. Ligikaudu valikuks on vaja 22 lõuna kivimaterjali ja ca 4 liitrit. bituumen.

Asfaltbetooni testimise tulemused Marshalli meetodil on näidatud joonisel fig. 5.

Asfaltbetooniproovide Marshalli meetodil testimise tulemuste põhjal tehakse tavaliselt järgmised järeldused:

- Stabiilsusväärtus suureneb sideaine sisalduse suurenemisega kuni teatud maksimumini, mille järel stabiilsusväärtus väheneb;
- Asfaltbetooni tingliku plastilisuse väärtus suureneb sideaine sisalduse suurenemisega;
- Tiheduse ja bituumenisisalduse kõver on sarnane stabiilsuskõveraga, kuid selle puhul täheldatakse maksimumi sagedamini veidi suurema bituumenisisalduse korral;
- Asfaltbetooni jääkpoorsus väheneb bituumenisisalduse suurenedes, lähenedes asümptootiliselt miinimumväärtusele;
- Bituumeniga pooride täitmise protsent suureneb bituumenisisalduse suurenedes.

Riis. 5. - Marshalli meetodil tehtud asfaltbetooni katsete tulemused (a, b, c, d):

Optimaalne bituumenisisaldus on soovitatav määrata vastavate projekteerimisnõuete ajakavades kehtestatud nelja väärtuse keskmisena. Optimaalse bituumenisisaldusega asfaltbetoonisegu peab vastama kõikidele nõuetele tehnilised kirjeldused. Asfaltbetoonisegu koostise lõplikul valikul saab arvestada ka tehnilisi ja majanduslikke näitajaid. Üldiselt on soovitatav valida segu, millel on kõrgeim Marshalli stabiilsus.

Siiski tuleb meeles pidada, et liiga kõrge Marshalli stabiilsuse ja madala elastsusega segud on ebasoovitavad, kuna selliste segude katted on liiga jäigad ja võivad raskete sõidukitega sõites mõraneda, eriti habraste aluste ja suure läbipainde korral. kattekiht. Sageli sisse Lääne-Euroopa ja USA-s on Marshalli asfaldisegude projekteerimismeetodit kritiseeritud. Märgitakse, et proovide Marshalli lööktihendamine ei simuleeri segu tihenemist katendis ning Marshalli stabiilsus ei võimalda rahuldavalt hinnata asfaltbetooni nihketugevust.

Samuti kritiseeritakse Khvimi meetodit, mille miinuste hulka kuuluvad üsna mahukad ja kallid testimisseadmed.

Lisaks sellele ei ole selles meetodis nõuetekohaselt avalikustatud mõningaid olulisi asfaltbetooni mahunäitajaid, mis on seotud selle vastupidavusega. Ameerika inseneride sõnul on Khvimi bituumenisisalduse valiku meetod subjektiivne ja võib segu madala sideainesisalduse tõttu kaasa tuua asfaltbetooni lühikese eluea.

LCPC meetod (Prantsusmaa) põhineb asjaolul, et kuumsegu asfalt tuleb projekteerida ja tihendada ehitusprotsessi käigus maksimaalse tiheduseni.

Seetõttu viidi läbi spetsiaalsed uuringud tihendamise projekteerimistööde kohta, milleks määrati 16 õhkrehvidega rulli läbimist teljekoormusega 3 tf rehvirõhul 6 baari. Täismahus laboripingil kuuma asfaltbetooni tihendamisel oli see õigustatud standardne paksus kiht, mis on võrdne 5 maksimaalse suurusega mineraalsete teradega. Laboriproovide sobivaks tihendamiseks standarditi laboripressi (güraatori) pöördenurk 1° ja vertikaalne rõhk tihendatud segule 600 kPa. Sel juhul peaks güraatori standardpöörete arv olema võrdne tihendatud segu kihi paksusega, väljendatuna millimeetrites.

Ameerika meetodil Superpave projekteerimissüsteemis on tavaks asfaltbetoonproove tihendada ka güraatoris, kuid pöördenurgaga 1,25°. Asfaltbetooniproovide tihendamise tööd normaliseeritakse sõltuvalt teekatte kogu transpordikoormuse arvutatud väärtusest, mille seadme jaoks segu on ette nähtud. Asfaltbetoonisegust proovide tihendamise skeem pöörlevas tihendusseadmes on näidatud joonisel fig. 6.

Riis. 6. - Asfaltbetoonisegust proovide tihendamise skeem pöörleva tihendusseadmes:

MTQ (Kanada Quebeci transpordiministeerium) asfaldisegu kavandamise meetod kasutab LCPC güraatori asemel Superpave'i pöörlevat tihendusmasinat. Arvutatud pöörlemiste arv tihendamise ajal võetakse segude puhul, mille terasuur on maksimaalselt 10 mm. võrdne 80-ga ja segude puhul, mille osakeste suurus on 14 mm. - 100 pööret. Arvutatud õhuavade sisaldus proovis peaks olema vahemikus 4–7%. Pooride nimimaht on tavaliselt 5%. Bituumeni efektiivne kogus määratakse iga segutüübi jaoks, nagu LCPC meetodil.

Tähelepanuväärne on, et samadest materjalidest asfaltbetoonisegude projekteerimisel Marshalli meetodil, LCPC meetodil (Prantsusmaa), Superpave projekteerimissüsteemi meetodil (USA) ja MTQ meetodil (Kanada) saadi ligikaudu samad tulemused.

Kuigi kõik neli ette nähtud meetodit erinevaid tingimusi näidisplommid:

- Marshall - 75 lööki mõlemalt küljelt;
- "Superpave" - 100 pööret güraatoris 1,25° nurga all;
- MTQ - 80 pööret pööret güraatoris 1,25° nurga all;
- LCPC - efektiivse tihendaja 60 pööret 1°C nurga all saadi optimaalse bituumenisisalduse osas üsna võrreldavad tulemused.

Seetõttu jõudsid töö autorid järeldusele, et oluline on mitte ainult "õige" laboriproovide tihendamise meetod, vaid ka tihendusjõu mõjusüsteem proovis oleva asfaltbetooni struktuurile. ja selle toimivuse kohta kattekihis.

Tuleb märkida, et asfaltbetooniproovide tihendamise pöörlemismeetoditel pole ka puudusi. Kuuma asfaltbetoonisegu tihendamisel güraatoris tuvastati kivimaterjali märgatav hõõrdumine.

Seetõttu seatakse kivimaterjalide kasutamisel, mida iseloomustab üle 30% kulumine Los Angelese trumlis, segutihendaja normaliseeritud pöörete arvuks purustatud kivimastiks asfaltbetooni proovide võtmisel 100 asemel 75.

Magistrikraad

O.A. KISELEVA

ASFALTTBETOONSEGU KOOSTISE ARVUTUS

Suunamisel õppivatele üliõpilastele 270100

"Ehitus", asustus- ja graafilise töö juhised

distsipliinis "Uusehitise projekteerimise füüsilised alused

materjalid"

Kinnitatud TSTU toimetuse ja kirjastusnõukogu poolt

Elektroonilise väljaande trükiversioon

Tambov

RIS TSTU

UDC 625.855.3(076)

BBK 0311-033ya73-5

Koostanud: Ph.D., Dot. O. A. Kiseleva

Retsensent: tehnikateaduste doktor, prof. Ledenev V.I.

Asfaltbetoonisegu koostise arvutamine: Metod.ukaz. / Koost: O.A. Kiseleva. Tambov: TSTU, 2010 - 16 lk.

Juhised asustus- ja graafiliste tööde teostamise eest distsipliinil „Uue kujundamise füüsilised alused ehitusmaterjalid» suunal 270100 „Ehitus“ õppivatele üliõpilastele.

Kinnitatud Tambovi Riikliku Tehnikaülikooli toimetuse ja kirjastuse poolt

Tehnikaülikool (TSTU), 2010

SISSEJUHATUS

Juhised on pühendatud asfaltbetooni koostise valikule.

Asfaltbetooni koostise kujundamiseks peate teadma järgmist:

– täitematerjalide teraline koostis,

- bituumeni mark,

- asfaltbetooni mark.

Asfaltbetooni koostise arvutamine seisneb koostismaterjalide vahelise ratsionaalse suhte valimises, mis tagab mineraalsüdamiku optimaalse tiheduse vajaliku bituumeni kogusega ja kindla tootmistehnoloogiaga kindlaksmääratud tehniliste omadustega betooni valmistamise.

ASMfaltbetoonisegu KOOSTISE ARVUTAMISE MEETODID

Enim kasutatav arvutusmeetod tihedate segude kõveratest. Seal öeldakse, et betooni suurim tugevus saavutatakse mineraalse koostise maksimaalse tiheduse tingimustes, arvutades osakeste suurusjaotuse ning määrates optimaalse koguse bituumeni ja mineraalpulbri sisalduse.

Asfaltbetooni koostise arvutamine hõlmab järgmisi samme:

– mineraalsegu granulomeetrilise koostise arvutamine minimaalse tühimiku põhimõtte järgi,

– bituumeni optimaalse koguse määramine,

– arvutatud segude füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste määramine,

- kohandamiste tegemine segude saadud koostistes.

1.Mineraalsegu granulomeetrilise koostise arvutamine . Selleks leitakse peen- ja jämetäitematerjalil sõeladel esinevate osajääkide andmetel jääke A i,% võrdne summaga osajäägid (a i) antud sõelale ja kõikidele sellest väiksematele sõeladele. Saadud tulemused, võttes arvesse asfaltbetooni marki täitematerjali suuruse järgi, on kantud tabelisse 1.

2.Täitematerjali koguse määrame murdosadega. Arvutamine toimub valitud äravoolukoefitsientidele vastavate piirkõverate järgi (joonis 1) . Kurvid, mille äravoolukoefitsient on alla 0,7, on omistatud madala mineraalipulbri sisaldusega asfaltbetoonisegu mineraalse osa koostistele. Kompositsioonid, mis on arvutatud äravooluteguriga 0,9, sisaldavad suuremas koguses mineraalset pulbrit.

Selleks määratakse olenevalt asfaltbetooni margist vajalik liiva kogus 1,25 silmasuurusega sõelale või killustikku 5 mm silmasuurusega sõelale (peeneteralise asfaltbetooni puhul). Näiteks jämedateralise asfaltbetooni puhul jääb peenemate kui 1,25 mm liivaosakeste hulk vahemikku 23–46%. Aktsepteerime 40%. Pärast seda määrame liiva teralise koostise reguleerimise koefitsiendi

Tabel 1

Mineraalsegu granulomeetriline koostis

Täiteaine tüüp	Jäänused	Sõela avade suurused
			2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	0,07
killustik	a i	a 20 u	a 10 u	a 5 u
A i	A 20	A 10	A 5
Liiv	a i				a 2,5 p	a 1.25 p	a 0,63 p	a 0,315 p	a 0,14 p
A i				A 2,5 p	A 1,25 p	A 0,63 p	A 0,315 p	A 0,14 p
mineraalne pulber	a i						0,63 m	a 0,315 m	0,14 m	a 0,07 m
A i						A 0,63 m	A 0,315 m	A 0,14 m	A 0,07 m

Mineraalpulbri vajalik kogus määratakse sõelale, mille võrgusilma suurus on 0,071. Jämedateralise asfaltbetooni puhul jääb väiksemate kui 0,071 mm osakeste hulk vahemikku 4–18%. Aktsepteerime 10%. Pärast seda määrame mineraalpulbri teralise koostise reguleerimise koefitsiendi .

Määrame killustiku (või liiva) tera koostise reguleerimise koefitsiendi . Ja täpsustame täitematerjalide tera koostist (tabel 2).

Tabel 2

Täitematerjalide hinnanguline koostis

Täiteaine tüüp	Jäänused	Sõela avade suurused
			2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	0,07
killustik	a i	K w × a 20 w	K w × a 10 w	K u × a 5 u
A i
Liiv	a i				K p × a 2,5 p	K p × a 1,25 p	K p × a 0,63 p	K p × a 0,315 p	K p × a 0,14 p
A i
mineraalne pulber	a i						K m × a 0,63 m	K m × a 0,315 m	K m × a 0,14 m	K m × a 0,07 m
A i
∑A

Saadud andmete põhjal koostatakse konkreetse arvutusliku segu osakeste suuruse jaotuskõver, mis peaks paiknema piirvoolu kõverate vahel. Täiteainekomponentide arvu täpsustame fraktsioonide kaupa, võttes arvesse asfaltbetooni tüüpi vastavalt tabelile 3.

Tabel 3

Mineraalsegu optimaalne granulomeetriline koostis

Sega tüüp	Teravilja sisaldus mineraalne materjal, %, väiksem kui etteantud suurus, mm	Ligikaudne bituumeni kulu, massiprotsenti
				2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	0,071

Pideva granulomeetria segud
Keskmise tera tüübid: A B C	95-100 95-100 95-100	78-85 85-91 91-96	60-70 70-80 81-90	35-50 50-65 65-80	26-40 40-55 55-70	17-28 28-39 39-53	12-20 20-29 29-40	9-15 14-22 20-28	6-10 9-15 12-19	4-8 6-10 8-12	5-6,5 5-6,5 6,5-7
Peeneteralised tüübid: A B C		95-100 95-100 95-100	63-75 75-85 85-93	35-50 50-65 65-80	26-40 40-55 57-70	17-28 29-39 39-53	12-20 20-29 29-40	9-15 14-22 20-28	6-10 9-15 12-19	4-8 6-10 8-12	5-6,5 5,5-7 6-7,5
Liiva tüübid: D				95-100 95-100	75-88 80-95	45-67 53-86	28-60 37-75	18-35 27-55	11-23 17-55	8-14 10-16	7,5-9 7-9
Katkestatud granulomeetrilised segud
Keskmise teravilja tüübid: A B	95-100 95-100	78-85 85-91	60-70 70-80	35-50 50-65	35-50 50-65	35-50 50-65	35-50 50-65	17-28 28-40	8-14 14-22	4-8 6-10	5-6,5 5-6,5

T a b l e 3 jätkus

3.Määrame bituumeni kulu. Perspektiivne on arvutada bituumeni kogus segus HADI poolt välja töötatud meetodil ja lähtudes mineraalsete komponentide bituumenisisaldusest. Arvutamine toimub kahes etapis: segu mineraalse osa iga fraktsiooni bituumenimahu määramine ja bituumenisisalduse arvutamine. Bituumenisisalduse määramiseks dispergeeritakse kuivatatud materjalid fraktsioonideks alla 0,071, 0,071-0,14, 0,14-0,315, 0,315-0,63, 0,63-1,25, 1,25-3, 3-5, 5-10 mm jne. suurima kruusa suuruseni. Iga fraktsiooni bituumeni mahutavus on toodud tabelis 4. Määrame iga fraktsiooni bituumenisisalduse (tabel 5).

Tabel 4

Täiteaine bituumeni mahutavus

Fraktsiooni suurus, mm	Bituumenisisaldus, %
graniit materjal	Dioriidi materjal	Tihe, vastupidav lubjakivimaterjal	Puhas ümardatud kvartsliiv ja kruusa
20-40	3,9	3,3	2,9	–
10-20	4,7		3,5	–
5-10	5,4	4,5	4,1	2,8
2,5-5	5,6	5,6	4,6	3,3
1,25-2,5	5,7	5,9	5,3	3,8
0,63-1,25	5,9		6,0	4,6
0,315-0,63	6,4	7,9	7,0	4,8
0,14-0,315	7,4		7,3	6,1
0,071-0,14	8,4		9,4
0,071		16,5

T a b l e 5

Bituumenisisalduse määramine

T a b l e 6

Asfaltbetooni füüsikalised ja mehaanilised omadused

Näitajad	Ülemise kihi segude normid	Alumise kihi segu normid
1. mark	II märk
Mineraalse südamiku poorsus, mahuprotsenti tüüpi segude puhul: A (multikillustik, killustik 50-65%) B (keskmine killustik, killustik 35-50%) C (väike killustik, killustik 20 -35%) D (liiv purustatud liivast fraktsiooniga 1,25-5 mm >33%) D (liiv looduslikust liivast)	15-19 15-19 18-22 – –	15-19 15-19 18-22 18-22	16-22
Jääkpoorsus, % mahust	3-5	3-5	5-10
Vee küllastus, mahuprotsent segudele: A B ja D C ja E	2-5 2-3,5 1,5-3	2-5 2-3,5 1,5-3	3-8
Turse, mahuprotsent, mitte rohkem	0,5		1,5
Survetugevus, kgf / cm 2 tüüpi segudele temperatuuril 20-50 0 C: A B ja D C ja D temperatuuril 0 0 C	–		–
Veekindluskoefitsient, mitte vähem kui	0,9	0,85	–
Veekindluskoefitsient pikaajalise vee küllastumise korral, mitte vähem kui	0,8	0,75	–

Optimaalne bituumeni sisaldus segus määratakse järgmise valemiga

kus K on bituumeni margist sõltuv koefitsient (BND 60/90 - 1,05; BND 90/130 - 1; BND 130/200 - 0,95; BND 200/300 - 0,9); B i – fraktsiooni i bituumeni mahutavus; P i on fraktsiooni i sisaldus segus terviku osadena.

4. Tabelist 6 kirjutame välja sellele asfaltbetoonile iseloomulikud füüsikalised ja mehaanilised parameetrid.

ARVUTUSE NÄIDE

Valige A-tüüpi peeneteralise asfaltbetooni koostis. Täiteained: purustatud graniit, kvartsliiv, dioriidi jahvatamisel saadud mineraalpulber.

Kogusaldode arvestus on toodud tabelis 7.

Tabel 7

erajäänused

Täiteaine tüüp	Jäänused	Sõela avade suurused
			2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	0,071
killustik	a i
A i
Liiv	a i
A i
mineraalne pulber	a i
A i

Kuna killustik on peeneteraline, sõelutakse see läbi 5 mm silmasuurusega sõela ja eemaldatakse suuremad fraktsioonid.

Täitematerjali koguse määrame murdosadega. Peeneteralise asfaltbetooni puhul jääb alla 5 mm killustikuosakeste hulk vahemikku 84–70%. Nõutava killustiku sisaldusega üle 5 mm 25% aktsepteerime. Määrame killustiku terakoostise reguleerimise koefitsiendi K u = 25 * 100 / (100-28) = 34,7.

Vajalik mineraalpulbri kogus 0,071 silmasuurusega sõelale jääb vahemikku 10-25%. Aktsepteerime 15%. Mineraalpulbri teralise koostise reguleerimise koefitsient on K m =15*100/74=27,7.

Määrame liiva tera koostise reguleerimise koefitsiendi K p \u003d 100-35-28 \u003d 37.

Täpsustame täitematerjalide terakoostise, võttes arvesse asfaltbetooni marki täitematerjali suuruse järgi (tabel 8).

Tabel 8

Täitematerjalide terade koostis

Täiteaine tüüp	Jäänused	Sõela avade suurused
			2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	0,071
killustik	a i			28*0,35=9,8
A i			9,8
Liiv	a i				16*0,37=5,9	22*0,37=8,2	20*0,37=7,4	30*0,37=11,1	12*0,37=4,4
A i					31,1	22,9	15,5	4,4
mineraalne pulber	a i						7*0,28=2	10*0,28=2,8	9*0,28= 2,5	74*0,28=20,7
A i								23,2	20,7
∑A			74,8		59,1	50,9	41,5	27,6	20,7

Kontrollime mineraalsegu teralise koostise valiku õigsust. Selleks koostame osakeste suuruse jaotuse graafiku ja rakendame selle äravoolukõveratele (joonis 5). Jooniselt on näha, et graafik on arvestatud lubatud ala hulka. Arvestus on õige.

Teades üksikute fraktsioonide bituumeni mahtuvust, määrame bituumeni kulu (tabel 9).

Määrame bituumeni klassi BND 90/130 B = 1 * 6,71 = 6,71% hinnangulise sisalduse. Bituumeni sisaldust kontrollime tabeli järgi. 3. Kuna bituumeni kogus arvutuse järgi ületab normi 5-6,5%, siis aktsepteerime B = 6,71%.

Kirjutame välja sellele asfaltbetoonile iseloomulikud füüsikalised ja mehaanilised parameetrid:

- mineraalse tuuma poorsus -18-22%,

– jääkpoorsus – 3-5%,

- vee küllastus - 1,5-3%,

- turse - 0,5%,

- survetugevus - 10 kgf / cm 2,

- veekindluse koefitsient - 0,9,

- veekindluse koefitsient pikaajalise veega küllastumisega - 0,8.

Tabel 9

Bituumenisisalduse määramine

Fraktsiooni suurus	Erasaldod (ühiku murdosades)	Bituumenisisaldus, % (tabelist 4)	bituumeni kogusisaldus, %
killustik	Liiv	mineraalne pulber	killustik	Liiv	mineraalne pulber

2,5-5	0,098			4,6			0,45
1,25-2,5		0,059			3,8		0,22
0,63-1,25		0,082			4,6		0,38
0,315-0,63		0,074	0,02		4,8	7,9	0,36+0,16
0,14-0,315		0,111	0,028		6,1	9,0	0,68+0,25
0,071-0,14		0,044	0,025			19,0	0,31+0,48
0,071			0,207			16,5	3,42
Bituumenisisaldus = ∑	6,71

BIBLIOGRAAFIA

1. Glushko I.M. Teede ehitusmaterjalid. Õpik auto- ja maanteeinstituutidele / Glushko I.M., Korolev I.V., Borshch I.M. ja teised. - M. 1983.

2. Gorelyshev N.V. Materjalid ja tooted teede ehitamiseks. Kataloog. / Gorelyshev N.V., Guryachkov I.L., Pinus E.R. ja teised - M .: Transport, 1986. - 288 lk.

3. Korchagina O.A. Betoonisegude koostise arvutamine: Meetod. dekreet / Korchagina O.A., Odnolko V.G. - Tambov: TSTU, 1996. - 28 lk.

T a b l e P 1

Andmed ülesande jaoks

Võimalus	Asfaltbetooni tüüp	Asfaltbetooni tüüp	Asfaltbetooni tüüp tootmismeetodi järgi	Asfaltbetooni määramine	BND bituumeni klass
	jämedateraline	AGA	kuum	Pealislakk	60/90
	keskmise teraline	B	soe	alumine kate	90/130
	peeneteraline	AT	kuum	Pealislakk	130/200
	liivane	G	külm	alumine kate	200/300
	jämedateraline	B	soe	Pealislakk	60/90
	keskmise teraline	AT	külm	alumine kate	130/200
	peeneteraline	AGA	soe	alumine kate	90/130
	liivane	D	kuum	Pealislakk	60/90
	jämedateraline	AT	kuum	alumine kate	90/130
	keskmise teraline	AGA	soe	Pealislakk	60/90
	peeneteraline	B	külm	alumine kate	200/300
	jämedateraline	AGA	soe	alumine kate	90/130
	keskmise teraline	B	kuum	Pealislakk	60/90
	peeneteraline	AT	külm	Pealislakk	130/200
	liivane	G	soe	alumine kate	90/130
	jämedateraline	B	külm	Pealislakk	200/300
	keskmise teraline	AT	kuum	alumine kate	90/130
	peeneteraline	AGA	soe	alumine kate	60/90
	liivane	D	külm	Pealislakk	130/200
	jämedateraline	AT	külm	Pealislakk	200/300
	keskmise teraline	AGA	soe	alumine kate	90/130
	peeneteraline	B	kuum	Pealislakk	60/90
	liivane	D	soe	alumine kate	90/130
	jämedateraline	AGA	kuum	alumine kate	60/90
	keskmise teraline	B	külm	Pealislakk	130/200

T a b l e P 2

Andmed ülesande jaoks

Võimalus	Granulomeetria	täitematerjal
killustik	liiv	mineraalne pulber
	Pidev	graniit	kvarts	dioriit
	Pidev	dioriit	kvarts	dioriit
	Pidev	kruus	lubjakivi	graniit
	Pidev	–	lubjakivi	lubjakivi
	katkendlik	dioriit	lubjakivi	graniit
	Pidev	graniit	kvarts	lubjakivi
	Pidev	kruus	kvarts	dioriit
	Pidev	–	lubjakivi	dioriit
	Pidev	kruus	kvarts	lubjakivi
	Pidev	dioriit	lubjakivi	lubjakivi
	Pidev	graniit	kvarts	graniit
	katkendlik	dioriit	kvarts	lubjakivi
	Pidev	kruus	lubjakivi	lubjakivi
	Pidev	graniit	lubjakivi	lubjakivi
	Pidev	–	kvarts	dioriit
	Pidev	kruus	kvarts	graniit
	Pidev	graniit	lubjakivi	dioriit
	Pidev	dioriit	lubjakivi	dioriit
	Pidev	–	kvarts	graniit
	katkendlik	graniit	lubjakivi	graniit
	Pidev	kruus	kvarts	dioriit
	Pidev	dioriit	kvarts	graniit
	Pidev	–	kvarts	lubjakivi
	Pidev	kruus	lubjakivi	dioriit
	katkendlik	dioriit	kvarts	graniit

Arvutamine seisneb asfaltbetoonisegu moodustavate materjalide ratsionaalse suhte valimises.

Tihedate segude kõverate järgi arvutamise meetod on muutunud laialt levinud. Asfaltbetooni suurim tugevus saavutatakse mineraalsüdamiku maksimaalse tihedusega, optimaalse bituumeni ja mineraalpulbri kogusega.

Mineraalse materjali teralise koostise ja tiheduse vahel on otsene seos. Terasid sisaldavad kompositsioonid on optimaalsed erineva suurusega mille läbimõõt on poole võrra väiksem.

kus d 1 - suurim tera läbimõõt, seatud sõltuvalt segu tüübist;

d 2 - väikseim läbimõõt tera, mis vastab mudasele fraktsioonile, ja mineraalpulber (0,004 ... 0,005 mm).

Terade suurused, vastavalt eelmisele tasemele

(6.6.2)

Suuruste arv määratakse valemiga

(6.6.3)

Murdude arv Pühiku kohta vähem kui arv suurused t

(6.6.4)

Naaberfraktsioonide suhe massi järgi

(6.6.5)

kus To- põgenemistegur.

Väärtust, mis näitab, mitu korda on järgmise murdosa kogus eelmisest väiksem, nimetatakse äravoolukoefitsiendiks. Kõige tihedam segu saadakse äravoolukoefitsiendiga 0,8, kuid sellist segu on N.N. soovitusel raske valida. Ivanov, põgenemistegur To võetud 0,7 kuni 0,9.

Teades murdude suurust, nende arvu ja aktsepteeritud äravoolukoefitsienti (näiteks 0,7), koostavad nad järgmise kujuga võrrandid:

Kõigi murdude summa (massi järgi) on 100%, see tähendab:

juures 1 + juures 1 juurde + juures 1 juurde 2 + juures 1 juurde 3 +...+ juures 1 juurde n-1 = 100 (6.6.6)

juures 1 (1 + juurde + juurde 2 + juurde 3 +... + juurde n -1) = 100 (6,6,7)

Sulgudes on geomeetrilise progressiooni summa ja seega ka segu esimese murdosa kogus

(6.6.8)

Samamoodi määrame esimese murdosa protsendi juures 1, äravooluteguri jaoks juurde= 0,9. Esimese murru koguse teadmine juures 1, lihtne tuvastada juures 2 , juures 3 ja nii edasi.

Saadud andmete põhjal koostatakse piirkõverad, mis vastavad aktsepteeritud äravoolukoefitsientidele. Kompositsioonid, mis on arvutatud äravoolukoefitsiendiga 0,9, sisaldavad suurenenud kogust mineraalset pulbrit ja millal juurde < 0,7 - уменьшенное количество минерального порошка.

Arvutatud segu tera koostise kõver peaks asuma piirkõverate vahel (joonis 6.6.1).

Riis. 6.6.1. Terade koostis:
A - A-, B-, C-tüüpi pideva granulomeetriaga peeneteraline asfaltbetoonisegu; B - G- ja D-tüüpi liivasegude mineraalne osa

Kõrged jõudlusnäitajad annavad suure killustiku ja vähendatud mineraalipulbri sisaldusega segud. Eelistada tuleks segusid, mille äravoolukoefitsient on 0,70 ... 0,80.

Kui piiravate kõverate järgi (jämedateraliste liivade puudumine ja nende asendamise võimatus seemneliivadega) ei ole võimalik arvutada tihedat mineraalsegu, saab vajaliku tiheduse valida katkendliku granulomeetria põhimõttel. Katkendliku granulomeetriaga segud on jäiga karkassi tõttu nihkele vastupidavamad.

Bituumeni kulu määramiseks moodustatakse uuritavad proovid teadaolevalt madala bituumenisisaldusega segust, seejärel määratakse tühimike maht mineraalsüdamikus.

(6.6.9)

kus g- puistetiheduse asfaltbetooni proov;

B pr- bituumenisisaldus katsesegus, %;

r m- mineraalse materjali keskmine tihedus:

(6.6.10)

kus u u,y n , mp juures- killustiku, liiva, mineraalpulbri sisaldus massiprotsentides;

r,r p , r mp- killustiku, liiva, mineraalpulbri tihedus.

Arvutusvalem optimaalse bituumenisisalduse määramiseks näeb välja selline

(6.6.11)

kus r b- bituumeni tihedus;

j- mineraalsegu tühimike bituumeniga täitmise koefitsient olenevalt antud jääkpoorsusest

kus Kõrval- asfaltbetooni mineraalse südamiku poorsus, % mahust;

P- antud asfaltbetooni jääkpoorsus 20°C juures, mahuprotsent.

Külm asfaltbetoon

Külma asfaltbetooni koostist saab arvutada tüüpiliste koostiste või kuumade segude arvutamiseks kasutatava meetodi järgi koos füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste kohustusliku kontrollimisega laboris. Vedel bituumeni kogust vähendatakse 10...15% optimaalsest, et vähendada paakumist.

iseloomulik tunnus külm asfaltbetoon, mis eristab seda kuumast, on võime pärast valmistamist pikka aega lahtises olekus püsida. Külma asfaldisegude selline võime on seletatav õhukese bituumenkile olemasoluga mineraalsete teradel, mille tagajärjel on segus olevad mikrostruktuurilised sidemed nii nõrgad, et väike jõud viib nende hävimiseni. Seetõttu ei paakne valmistatud segud virnades ladustamisel ja transportimisel oma kaalu mõjul. Segud püsivad pikka aega (kuni 12 kuud) lahtises olekus. Neid saab suhteliselt lihtsalt sõidukitesse ümber laadida ja teekatete ehitamisel õhukese kihina laiali ajada.

Külma asfaldisegude terakoostised erinevad kuumade segude omast suuna poolest kõrge sisaldus mineraalpulber (kuni 20%) - osakesed, mis on väiksemad kui 0,071 mm ja killustiku vähendatud sisaldus (kuni 50%). Suurenenud mineraalse pulbri kogus on tingitud vedela bituumeni kasutamisest, mis vajab struktuuri moodustamiseks suuremat kogust pulbrit ning üle 50% killustikusisaldusega halvenevad katte tekkimise tingimused. Külma asfaltbetooni suurim tera suurus on 20 mm. Suurem killustik halvendab katte tekkimise tingimusi.

Külma asfaltbetooni suure komponendina kasutatakse killustikku, mis saadakse kiviste kivimite ja metallurgiaräbu purustamisel. Nende materjalide survetugevus peab olema vähemalt 80 MPa ja asfaltbetooni II klassi puhul - vähemalt 60 MPa.

Külma asfaltbetooni valmistamiseks kasutatakse sama mineraalpulbrit ja liiva, mis kuumade segude puhul.

Vedelal bituumenil peab olema viskoossus mis vastab kaubamärkidele SG 70/130, MG 70/130. Bituumeni viskoossus ja klass valitakse, võttes arvesse segu eeldatavat säilivusaega ladudes, õhutemperatuuri ladustamisel ja kasutamisel, samuti mineraalsete materjalide kvaliteeti. Külma asfaltbetoonisegusid kasutatakse sillutamiseks liiklusintensiivsusega kuni 2000 sõidukit ööpäevas.

Valatud asfaltbetoon

Mastik-asfaltbetoon on spetsiaalselt loodud killustiku, liiva, mineraalpulbri ja viskoosse bituumeni segu, mis on valmistatud ja laotud kuumalt ilma täiendava tihendamiseta. Vormitud betoon erineb kuumast asfaltbetoonist suurepärane sisu mineraalpulber ja bituumen, valmistamise tehnoloogia ja ladumisviis. Valatud asfaltbetooni kasutatakse teekattena maanteedel, sildade sõiduteel, samuti põrandakattena tööstushooned. Remonditööd kasutades valatud segusid saab teostada õhutemperatuuril kuni -10°C. Töö eripäraks on vajadus valatud segu pideva segamise järele selle transportimise ajal munemiskohta.

Valatud asfaltbetooni valmistamiseks kasutatakse killustikku (suurusega kuni 40 mm), looduslikku või purustatud liiva. Killustik, killud ja liiv peavad olema kvaliteetsed, nagu tavalise kuuma asfaltbetooni puhul. Sideainena kasutatakse BND 40/60 bituumenit. Vastavalt TU 400-24-158-89-le jagatakse valamissegud viide tüüpi (tabel 6.6.11).

Tabel 6.6.11

Valatud asfaldisegude klassifikatsioon

To positiivsed omadused valatud asfaltbetooni iseloomustab vastupidavus, madalad töökulud tihendamiseks ja veepidavus. Kui teed korrastatakse, saab olemasolevat valatud asfaltkatet täies mahus ja uute materjalide vähese lisamisega või ilma nendeta taaskasutada.

Tõrva betoon

Tõrvabetoon jaotatakse sõltuvalt tõrva viskoossusest ja segude temperatuurist ladumise ajal kuumaks ja külmaks. Kõrval füüsikalised ja mehaanilised omadused tõrvabetoon on asfaltbetoonist halvem, kuna sellel on väiksem tugevus ja kuumakindlus.

Tõrvabetoon jaguneb olenevalt kivimaterjali tüübist killustikuks, kruusaks ja liivaks. Tõrvabetooni valmistamisel kasutatakse samu mineraalseid materjale, mis asfaltbetooni puhul, nõuded neile on sarnased. Sideainena kasutatakse maanteede kivisöetõrva: kuumale tõrvabetoonile - D-6, külmale - D-4 ja D-5. Tõrva kasutatakse kui tööstuslik tootmine, ja valmistatakse otse asfaltbetoonitehases, oksüdeerides või segades liiva lahustiga (antratseenõli, kivisöetõrv jne).

Tõrvabetooni koostise arvutamist saab teha samamoodi nagu asfaltbetooni puhul, pöörates põhitähelepanu tõrva koguse hoolikale valikule, kuna selle sisalduse väike kõrvalekalle segus mõjutab oluliselt selle omadusi. tõrva betoonist.

Kuuma tõrvabetooni valmistamiseks kasutatakse tõrva, mille viskoossus on oluliselt madalam kui bituumeni viskoossus vastavat tüüpi asfaltbetooni puhul. Tõrva vähenenud viskoossus põhjustab sisemiste struktuursete sidemete nõrgenemist, mida saab kompenseerida mineraalse osa sisehõõrdumise suurenemisega. Selleks on vaja kasutada nurgeliste teradega ja kareda pinnaga kivimaterjale, samuti asendada naturaalne liiv osaliselt või täielikult sõeltega ümarate teradega. Tõrva-betoonisegude valmistamiseks võib kasutada happelisematest kivimitest (kvartsliivakivid, kvartsirikkad graniidid jne) killustikku.

II ... IV kategooria teedel kasutatakse katteks tihedat tõrvabetooni. Sanitaar- ja hügieenitingimustest tulenevalt on tõrvabetoonkatete pealmiste kihtide paigaldamine lubatud ainult väljaspool asulaid. Tõrva-betoonisegude valmistamisel tuleb järgida spetsiaalseid ohutusreegleid.

Tõrvabetoonisegu valmistatakse asfaltbetoonitehastes sundtoimega segistitega. Tänu tõrva väiksemale viskoossusele kulgeb selle mineraalse materjali teradega katmine paremini kui bituumeni kasutamisel, mille tulemusena väheneb materjalide segamise aeg. Samal põhjusel hõlbustatakse katete paigaldamise ajal segude tihendamist. Tihenduskoefitsient, mis on laotud segu kihi paksuse enne tihendamist ja tihendatud katte paksuse suhe, võib olla võrdne 1,3...1,4.

Tõrvabetoonisegu valmistamisel tuleb rangelt järgida kehtestatud temperatuurirežiimi, kuna tõrv on temperatuurimuutustele tundlikum kui bituumen (tabel 6.6.12).

Tabel 6.6.12

Temperatuuri režiim tõrvabetooni valmistamisel ja paigaldamisel

Füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste poolest jääb tõrvabetoon asfaltbetoonist alla: sellel on väiksem tugevus ja kuumakindlus. Kuid samal ajal iseloomustab seda suurenenud kulumiskindlus. Tõrvabetoonkattel on suurenenud karedus, suurem ratta haardetegur teega ja suurenenud liiklusohutus. Selle põhjuseks on tõrva madalam viskoossus, molekulidevahelise interaktsiooni nõrgemad kohesioonijõud ja lenduvate komponentide olemasolu. Tõrva koostises olevad lenduvad ained kiirendavad tõrvabetooni struktuuri teket kattekihis ning aitavad kaasa ka selle omaduste intensiivsemale muutumisele. Tõrvabetoon on asfaltbetooniga võrreldes vähem plastiline, mis on samuti seotud tõrva koostise ja struktuuriga, mis koosneb peamiselt aromaatsed süsivesinikud, mis moodustavad jäigemad struktuursed sidemed sideained ja madalatel temperatuuridel on halvasti deformeerunud, mille tagajärjel tekivad katetesse praod.

Tõrvabetoonisegu valmistamise kontroll tehases ja tõrvabetoonkatte paigaldamise ajal ning tõrvabetooni katsemeetodid on samad, mis asfaltbetoonil.

20. sajandil enim kasutatud teedeehitusmaterjal – asfalt – jaguneb paljudeks tüüpideks, markideks ja tüüpideks. Eraldamise aluseks ei ole mitte ainult ja mitte niivõrd asfaltbetooni segus sisalduvate lähtekomponentide loetelu, vaid ka nende massifraktsioonide suhe koostises, aga ka mõned komponentide omadused - eelkõige kihi suurus. liiva ja killustiku fraktsioonid, mineraalpulbri puhastusaste ja sama liiv.

Asfaldi koostis

Igat tüüpi ja marki asfalt sisaldab liiva, killustikku või kruusa, mineraalpulbrit ja bituumenit. Killustiku osas seda aga teatud tüüpi sillutise valmistamisel ei kasutata - kui aga territooriumide asfalteerimisel võetakse arvesse suurt liiklust ja tugevaid lühiajalisi koormusi katendile, siis killustik (või kruus) on vajalik - raami moodustava kaitseelemendina.

mineraalne pulber- kohustuslik algelement mis tahes marki ja tüüpi asfaldi ettevalmistamisel. Reeglina määratakse pulbri massiosa – ja see saadakse suure süsinikuühendite sisaldusega kivimite (teisisõnu lubjakivist ja muudest orgaanilistest kivistunud ladestutest) purustamisel – lähtuvalt pulbrile esitatavatest ülesannetest ja nõuetest. materjali viskoossus. Suur osa mineraalpulbreid võimaldab seda kasutada sellistes töödes nagu teede ja platside asfalteerimine: viskoosne (st vastupidav) materjal summutab edukalt sillakonstruktsioonide sisevibratsiooni ilma pragunemata.

Enamik asfaldikasutustüüpe ja -klasse liiv- erand, nagu me ütlesime, on teekatte tüübid, kus massiosa on suur kruus. Liiva kvaliteeti ei määra mitte ainult selle puhastusaste, vaid ka saamise meetod: kaevandatud avatud teed liiv tuleb reeglina põhjalikult puhastada, kuid kivide purustamisel saadud tehisliiv loetakse tööks valmis.

Lõpuks bituumen on sillutisetööstuse nurgakivi. Nafta rafineerimise toode, bituumen sisaldub mis tahes kaubamärgi segus väga väikeses koguses - selle massiosa enamikus sortides ei ulatu 4-5 protsendini. Kuigi valatud asfaldi bituumenisisaldus on 10 protsenti või rohkem, seda kasutatakse laialdaselt sellistes töödes nagu raske maastiku asfalteerimine ja teede remont. Bituumen annab sellisele lõuendile pärast kõvenemist paraja elastsuse ja voolavuse, mis muudab valmissegu hõlpsaks jaotamiseks kogu kohas.

Asfaldi klassid ja tüübid

Sõltuvalt loetletud komponentide koostise protsendist, seal on kolm asfalti. Tehnilised andmed, on erinevate klasside segu ulatust ja koostist kirjeldatud standardis GOST 9128-2009, mis muu hulgas võtab arvesse võimalust lisada täiendavaid lisandeid, mis suurendavad katte külmakindlust, hüdrofoobsust, painduvust või kulumiskindlust.

Sõltuvalt täiteaine protsendist tee-ehitussegu koostises jaguneb see järgmisteks tüüpideks:

A - 50-60% killustikku;
B - 40-50% killustikku või kruusa;
B - 30-40% killustikku või kruusa;
G - kuni 30% purustamissõelte liivast;
D - kuni 70% liiva või purustamissõelmetega segusid.

Asfaldi klass 1

Selle kaubamärgi all toodetakse laias valikus erinevat tüüpi katteid - tihedast kuni väga poorseni, märkimisväärse killustikusisaldusega. Nende kasutamise ulatus- tee-ehitus ja haljastus: ainult poorsed materjalid ei sobi üldse tegeliku katte, sõidutee pealmise kihi rolli. Palju parem on neid kasutada vundamentide korrastamiseks, aluse tasandamiseks tihedamat tüüpi materjalide paigaldamiseks.

Asfaldi klass 2

Tihedusvahemik on umbes sama, kuid liiva ja kruusa sisaldus ja protsent võib üsna suurel määral varieeruda. See on sama "keskmine" asfalt, väga laia ulatusega: ja teede ehitamine ja nende remont ning parklate ja platside territooriumide korrastamine ei saa ilma selleta läbi.

Asfaldi klass 3

3. klassi katted eristuvad selle poolest, et nende valmistamisel ei kasutata killustikku ega kruusa – need asendatakse mineraalpulbrite ja kõvade kivimite purustamisel saadud kvaliteetse liivaga.

Liiva ja killustiku (kruusa) suhe

Liiva ja kruusa sisalduse suhe on üks olulisemaid näitajaid, mis määrab konkreetset tüüpi katte ulatuse. Olenevalt ühe või teise materjali levimusest seda tähistatakse tähtedega A-st D-ni: A - üle poole koosneb peenest killustikust või kruusast ja D - ligikaudu 70 protsenti liivast (kuigi liiva kasutatakse enamasti killustikust).

Bituumeni ja mineraalsete komponentide suhe

Mitte vähem oluline - see määrab ju sõidutee tugevusomadused. Kõrge mineraalpulbrite sisaldus suurendab oluliselt selle haprust. Sellepärast liivast asfalti saab kasutada vaid piiratud ulatuses: parkide või kõnniteede haljastamine. Kuid suure bituumenisisaldusega pinnakatted on teretulnud külaline igal tööl: eriti kui tegemist on karmi tee-ehitusega. kliimatingimused, kell miinustemperatuurid, kui töö kiirus on selline, et päeva pärast läheb täiesti uuele lõuendile teevarustus, ja peale valmis tee tarnimist kihutavad raskeveokid.