Ở Nga, việc lựa chọn các thành phần khoáng của nhựa đường đã trở nên phổ biến nhất. hỗn hợp bê tông theo các đường cong giới hạn của thành phần hạt. Hỗn hợp đá dăm, cát và bột khoáng được chọn sao cho đường cong thành phần hạt nằm trong vùng giới hạn bởi các đường cong giới hạn và càng mịn càng tốt. Thành phần phân đoạn của hỗn hợp khoáng được tính toán phụ thuộc vào hàm lượng của các thành phần đã chọn và thành phần hạt của chúng theo mối quan hệ sau:
j - số thành phần;
n là số thành phần trong hỗn hợp;
Khi chọn thành phần hạt hỗn hợp nhựa đường, đặc biệt khi sử dụng cát từ sàng nghiền, cần phải tính đến các hạt nhỏ hơn 0,071 mm chứa trong vật liệu khoáng, khi nung nóng trong thùng sấy sẽ được thổi ra và lắng lại trong hệ thống hút bụi.
Những hạt mịn này có thể được loại bỏ khỏi hỗn hợp hoặc được đưa vào trạm trộn cùng với bột khoáng. Quy trình sử dụng chụp bụi được quy định trong quy phạm công nghệ chuẩn bị hỗn hợp bê tông nhựa, có tính đến chất lượng của vật liệu và các đặc tính của trạm trộn bê tông nhựa.
Hơn nữa, theo GOST 12801-98, tỷ trọng trung bình và tỷ trọng thực của bê tông nhựa và phần khoáng được xác định, và độ rỗng dư và độ rỗng của phần khoáng được tính toán từ các giá trị của chúng. Nếu độ rỗng dư không tương ứng với giá trị chuẩn hóa thì tính hàm lượng mới của bitum B (% khối lượng) theo quan hệ sau:
Với lượng bitum đã tính toán, hỗn hợp được chuẩn bị một lần nữa, các mẫu được đúc từ nó, và xác định lại độ rỗng dư của bê tông nhựa. Nếu nó tương ứng với yêu cầu, thì lượng bitum tính toán được lấy làm cơ sở. Nếu không, quy trình chọn hàm lượng bitum, dựa trên giá trị gần đúng với thể tích lỗ rỗng chuẩn hóa trong bê tông nhựa đầm chặt, được lặp lại.
Một loạt mẫu được tạo thành từ hỗn hợp bê tông nhựa với hàm lượng bitum cho trước bằng phương pháp đầm nén tiêu chuẩn và có đầy đủ các chỉ tiêu về vật lý và tính chất cơ họcđược cung cấp bởi GOST 9128-97. Nếu bê tông nhựa không đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn về một số chỉ tiêu, thì thành phần của hỗn hợp sẽ bị thay đổi.
Với một giá trị không đủ của hệ số ma sát trong, hàm lượng các phần lớn đá dăm hoặc hạt nghiền trong phần cát của hỗn hợp sẽ được tăng lên.
Ở tốc độ bám dính cắt thấp và cường độ nén ở 50 ° C, nó nên được tăng lên (trong giới hạn chấp nhận được) hàm lượng bột khoáng hoặc sử dụng bitum nhớt hơn. Ở các giá trị cường độ cao ở 0 ° C, nên giảm hàm lượng bột khoáng, giảm độ nhớt của bitum, sử dụng chất kết dính polyme-bitum hoặc sử dụng phụ gia hóa dẻo.
Với khả năng chịu nước của bê tông nhựa không đủ, nên tăng hàm lượng bột khoáng hoặc bitum nhưng trong giới hạn cho phép các giá trị yêu cầu của độ rỗng dư và độ rỗng của phần khoáng. Để tăng khả năng chống thấm nước, hiệu quả là sử dụng các chất hoạt động bề mặt (chất hoạt động bề mặt), chất hoạt hóa và bột khoáng hoạt tính. Việc lựa chọn thành phần của hỗn hợp bê tông nhựa được coi là hoàn thành nếu tất cả các chỉ tiêu về chỉ tiêu cơ lý thu được trong quá trình thí nghiệm mẫu bê tông nhựa đều đạt yêu cầu của tiêu chuẩn. Tuy nhiên, trong yêu cầu tiêu chuẩnđối với bê tông nhựa, nên tối ưu hóa thành phần của hỗn hợp theo hướng tăng dần. thuộc tính hoạt động và độ bền của lớp kết cấu đã bố trí của áo đường.
Tối ưu hóa thành phần của hỗn hợp dành cho thiết bị lớp trên mặt đường, cho đến gần đây được liên kết với sự gia tăng mật độ bê tông nhựa. Về vấn đề này, ba phương pháp đã được hình thành trong xây dựng đường được sử dụng để lựa chọn các thành phần hạt của hỗn hợp đậm đặc. Ban đầu chúng được đặt tên là:
- - phương pháp thực nghiệm (của Đức) để chọn hỗn hợp đậm đặc, trong đó bao gồm việc lấp đầy từ từ vật liệu này vào vật liệu khác;
- - phương pháp đường cong, dựa trên việc lựa chọn thành phần hạt, tiếp cận các đường cong "lý tưởng" về mặt toán học đã xác định trước của hỗn hợp đậm đặc;
- - phương pháp pha trộn tiêu chuẩn của Mỹ, dựa trên các thành phần hỗn hợp đã được kiểm chứng từ các vật liệu cụ thể.
Các phương pháp này đã được đề xuất cách đây khoảng 100 năm và nhận được phát triển hơn nữa.
Thực chất của phương pháp thực nghiệm chọn hỗn hợp đặc là việc lấp đầy dần các lỗ rỗng của một vật liệu này bằng các hạt lớn hơn bằng một vật liệu khoáng khác nhỏ hơn. Trong thực tế, việc lựa chọn hỗn hợp được thực hiện theo trình tự sau.
Đến 100 phần trọng lượng của vật liệu thứ nhất, 10, 20, 30, v.v., các phần trọng lượng của vật liệu thứ hai được thêm vào liên tiếp, sau khi trộn và nén chặt, tỷ trọng trung bình được xác định và hỗn hợp với số lượng lỗ rỗng tối thiểu trong đầm nén trạng thái được chọn.
Nếu cần tạo hỗn hợp gồm ba thành phần, thì nguyên liệu thứ ba được thêm vào hỗn hợp đặc gồm hai nguyên liệu theo các phần tăng dần và hỗn hợp đậm đặc nhất cũng được chọn. Mặc dù việc lựa chọn lõi khoáng chất đậm đặc này tốn nhiều công sức và không tính đến ảnh hưởng của hàm lượng pha lỏng và các đặc tính của bitum đến độ nén của hỗn hợp, tuy nhiên, nó vẫn được sử dụng trong nghiên cứu thực nghiệm.
Ngoài ra, phương pháp thực nghiệm để lựa chọn hỗn hợp đặc được sử dụng làm cơ sở cho các phương pháp tính toán để chuẩn bị hỗn hợp bê tông đặc từ vật liệu rời các kích thước khác nhau và được phát triển thêm trong các phương pháp lập kế hoạch thử nghiệm. Nguyên tắc lấp đầy các khoảng trống theo trình tự được sử dụng trong phương pháp thiết kế công thức tối ưu bê tông nhựa đường, sử dụng đá dăm, sỏi và cát với bất kỳ loại hạt nào.
Theo các tác giả của công trình, kỹ thuật tính toán-thí nghiệm được đề xuất cho phép bạn kiểm soát tối ưu cấu trúc, thành phần, tính chất và giá thành của bê tông nhựa. Trong vai trò của các tham số cấu trúc và điều khiển thay đổi được sử dụng:
- - hệ số tách hạt của đá dăm, sỏi, cát;
- - nồng độ thể tích của bột khoáng trong chất kết dính nhựa đường;
- - tiêu chí tối ưu về thành phần, được biểu thị bằng tổng chi phí tối thiểu của các thành phần trên một đơn vị sản xuất.
Dựa trên nguyên tắc lấp đầy liên tiếp các khoảng trống trong đá dăm, cát và bột khoáng, thành phần gần đúng của hỗn hợp cho bê tông nhựa tỷ trọng cao dựa trên bitum lỏng đã được tính toán.
Hàm lượng của các thành phần trong hỗn hợp được tính toán dựa trên kết quả của giá trị true và mật độ số lượng lớn vật liệu khoáng. Thành phần cuối cùng đã được tinh chế bằng thực nghiệm bằng cách cùng nhau thay đổi hàm lượng của tất cả các thành phần của hỗn hợp bằng phương pháp lập kế hoạch toán học của thí nghiệm trên một đơn giản. Thành phần của hỗn hợp, cung cấp độ rỗng tối thiểu của lõi khoáng của bê tông nhựa, được coi là tối ưu.
Phương pháp thứ hai để lựa chọn thành phần hạt của bê tông nhựa dựa trên việc lựa chọn các hỗn hợp khoáng chất đậm đặc, thành phần hạt của chúng tiếp cận các đường cong lý tưởng của Fuller, Graf, Herman, Bolomey, Talbot-Richard, Kitt-Peff và các tác giả khác. Các đường cong này trong hầu hết các trường hợp được biểu thị bằng sự phụ thuộc của định luật lũy thừa của hàm lượng hạt yêu cầu trong hỗn hợp vào độ mịn của chúng. Ví dụ, đường cong phân bố cỡ hạt đầy đủ hơn cho một hỗn hợp đậm đặc được đưa ra bởi phương trình sau:
D - cỡ hạt lớn nhất trong hỗn hợp, mm.
Để chuẩn hóa thành phần hạt của hỗn hợp bê tông nhựa theo phương pháp thiết kế Superpave hiện đại của Mỹ, các đường cong đo hạt có tỷ trọng tối đa cũng được chấp nhận, tương ứng với luật lũy thừa với số mũ là 0,45.
Ngoài ra, ngoài các điểm kiểm soát giới hạn phạm vi hàm lượng hạt, còn có vùng giới hạn bên trong, nằm dọc theo đường cong đo độ hạt có mật độ tối đa trong khoảng giữa các hạt có kích thước từ 2,36 đến 0,3 mm. Người ta tin rằng các hỗn hợp có phân bố cỡ hạt đi qua vùng ranh giới có thể gặp vấn đề với độ nén và ổn định cắt, vì chúng nhạy cảm hơn với hàm lượng bitum và trở thành nhựa khi vô tình sử dụng quá liều chất kết dính hữu cơ.
Cần lưu ý rằng GOST 9128-76 cũng quy định cho các đường cong của thành phần hạt của hỗn hợp đậm đặc một vùng giới hạn nằm giữa các đường cong giới hạn của phép đo hạt liên tục và không liên tục. Trên hình. 1 vùng này được tô bóng.
Cơm. một. - Thành phần hạt của phần khoáng của hạt mịn:
Tuy nhiên, vào năm 1986, khi tiêu chuẩn được ban hành lại, hạn chế này đã bị bãi bỏ là không đáng kể. Hơn nữa, trong các công trình của chi nhánh Leningrad của Soyuzdornia (A.O. Sal), người ta đã chỉ ra rằng cái gọi là hỗn hợp "bán liên tục" đi qua vùng bóng mờ trong một số trường hợp thích hợp hơn là hỗn hợp liên tục do độ xốp thấp hơn của khoáng chất. một phần của bê tông nhựa, và những phần không liên tục do khả năng chống tách lớp cao hơn.
Các nghiên cứu nổi tiếng của V.V. Okhotin, trong đó người ta đã chỉ ra rằng có thể thu được hỗn hợp đậm đặc nhất với điều kiện là đường kính của các hạt tạo nên vật liệu giảm theo tỷ lệ 1:16 và trọng lượng của chúng - là 1: 0,43. Tuy nhiên, do xu hướng phân tách của các hỗn hợp được tạo thành với tỷ lệ giữa các phân đoạn thô và mịn này, người ta đã đề xuất thêm các phân đoạn trung gian. Đồng thời, khối lượng của một phần có đường kính nhỏ hơn 16 lần sẽ không thay đổi chút nào nếu các khoảng trống được lấp đầy không chỉ bằng các phần này, mà ví dụ, với các phần có đường kính hạt nhỏ hơn 4 lần.
Nếu khi điền vào các phần tử có đường kính nhỏ hơn 16 lần thì khối lượng của chúng là 0,43, thì khi điền vào các phần tử có đường kính nhỏ hơn 4 lần thì khối lượng của chúng phải bằng k = 0,67. Nếu ta giới thiệu thêm một phân số trung gian có đường kính giảm đi 2 lần thì tỉ số phân số phải là k = 0,81. Do đó, trọng lượng của các phân số sẽ giảm đi cùng một lượng mọi lúc có thể được biểu diễn toán học dưới dạng một chuỗi cấp số nhân:
Y1 là lượng của phân số đầu tiên;
k - hệ số dòng chảy;
n là số phần tử trong hỗn hợp.
Từ tiến trình kết quả, giá trị định lượng của phân số đầu tiên được suy ra:
Do đó, hệ số dòng chảy thường được gọi là tỷ lệ trọng lượng của các phần có kích thước hạt có liên quan đến 1: 2, tức là tỷ lệ của các kích thước ô gần nhất trong một bộ sàng tiêu chuẩn.
Mặc dù về mặt lý thuyết, các hỗn hợp đậm đặc nhất được tính bằng hệ số nước chảy là 0,81, nhưng trong thực tế, các hỗn hợp có thành phần hạt không liên tục lại đặc hơn.
Điều này được giải thích là do các tính toán lý thuyết đã trình bày để chuẩn bị hỗn hợp đậm đặc bằng hệ số dòng chảy không tính đến sự phân tách các hạt lớn của vật liệu bởi các hạt nhỏ hơn. Về vấn đề này, P.V. Sakharov lưu ý rằng kết quả tích cực về việc tăng mật độ của hỗn hợp chỉ thu được khi lựa chọn từng bước (không liên tục) các phân số.
Nếu tỷ lệ kích thước của các phân số hỗn hợp nhỏ hơn 1: 2 hoặc 1: 3, thì các hạt nhỏ không lấp đầy khoảng trống giữa các hạt lớn mà di chuyển chúng ra xa nhau.
Các đường cong phân bố kích thước hạt của phần khoáng của bê tông nhựa với các hệ số dòng chảy khác nhau được thể hiện trong hình. 2.
Cơm. 2. - Thành phần đo hạt của phần khoáng trong hỗn hợp bê tông nhựa với các hệ số dòng chảy khác nhau:
Sau đó, tỷ lệ đường kính hạt của các phân đoạn liền kề được tinh chế, loại trừ sự phân tách của các hạt lớn trong hỗn hợp khoáng đa phân đoạn. Theo P.I. Bozhenov, để loại trừ sự phân tách của các hạt lớn bởi các hạt nhỏ, tỷ lệ đường kính phần nhỏđến đường kính của phần thô không được lớn hơn 0,225 (tức là 1: 4,44). Xem xét các thành phần của hỗn hợp khoáng được thử nghiệm trong thực tế, N.N. Ivanov đề xuất sử dụng đường cong phân bố kích thước hạt với hệ số dòng chảy trong khoảng từ 0,65 đến 0,90 để lựa chọn hỗn hợp.
Các thành phần đo hạt của hỗn hợp bê tông nhựa đặc, hướng tới tính khả thi, đã được chuẩn hóa ở Liên Xô từ năm 1932 đến năm 1967. Phù hợp với các tiêu chuẩn này, hỗn hợp bê tông nhựa chứa một lượng đá dăm hạn chế (26-45%) và một lượng bột khoáng tăng lên (8-23%). Kinh nghiệm sử dụng các hỗn hợp như vậy cho thấy rằng sóng, lực cắt và các biến dạng dẻo khác được hình thành trên mặt đường, đặc biệt là trên những con đường có lưu lượng xe cộ đông đúc và đông đúc. Đồng thời, độ nhám bề mặt của lớp sơn phủ cũng không đủ để đảm bảo độ bám dính cao cho bánh xe ô tô, căn cứ vào điều kiện an toàn giao thông.
Những thay đổi cơ bản đã được thực hiện đối với tiêu chuẩn cho hỗn hợp bê tông nhựa vào năm 1967. GOST 9128-67 bao gồm các thành phần mới của hỗn hợp cho bê tông nhựa khung với hàm lượng đá dăm cao (lên đến 65%), bắt đầu được đưa vào các dự án đường bộ với cường độ giao thông cao. Trong hỗn hợp bê tông nhựa, lượng bột khoáng và bitum cũng được giảm xuống, điều này được chứng minh là do nhu cầu chuyển từ hỗn hợp nhựa sang hỗn hợp cứng hơn.
Thành phần khoáng vật của nhiều hỗn hợp đá dăm được tính theo phương trình của một parabol khối, gắn với bốn cỡ hạt đối chứng: 20; 5; 1,25 và 0,071 mm.
Trong nghiên cứu và triển khai bê tông nhựa khung tầm quan trọng lớnđã được đưa ra để tăng độ nhám của các lớp phủ. Phương pháp thiết bị mặt đường bê tông nhựa với bề mặt gồ ghề đã được phản ánh trong các khuyến nghị được xây dựng vào đầu những năm 60 của thế kỷ trước và bước đầu được thực hiện tại các cơ sở của Glavdorstroy thuộc Bộ Giao thông Vận tải Liên Xô. Theo các nhà phát triển, việc tạo nhám đáng lẽ phải có trước bằng việc tạo khung không gian trong bê tông nhựa. Trong thực tế, điều này đạt được bằng cách giảm lượng bột khoáng trong hỗn hợp, tăng hàm lượng các hạt nghiền lớn và nén chặt hoàn toàn hỗn hợp, trong đó các hạt đá dăm và các phần cát thô tiếp xúc với nhau. Sản xuất bê tông nhựa có kết cấu khung và bề mặt nhám được cung cấp với hàm lượng hạt lớn hơn 5 (3) mm từ 50-65% trọng lượng. trong hỗn hợp hạt mịn loại A và 33-55% hạt lớn hơn 1,25 mm. trong hỗn hợp cát loại G với hàm lượng bột khoáng hạn chế (4-8% trong hỗn hợp hạt mịn và 8-14% trong hỗn hợp cát).
Các khuyến nghị về đảm bảo khả năng chống cắt của mặt đường bê tông nhựa do sử dụng bê tông nhựa khung bằng cách tăng ma sát bên trong của lõi khoáng cũng được xuất bản trong các ấn phẩm nước ngoài.
Ví dụ, các công ty đường bộ từ Vương quốc Anh trong việc xây dựng mặt đường bê tông nhựa ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới đặc biệt sử dụng các thành phần hạt được lựa chọn theo phương trình parabol lập phương.
Tính ổn định của lớp phủ từ các hỗn hợp như vậy được đảm bảo chủ yếu do sự khóa cơ học của các hạt góc cạnh, các hạt này phải là đá nghiền mạnh hoặc sỏi nghiền. Không được phép sử dụng sỏi không nghiền trong các hỗn hợp như vậy.
Khả năng chống biến dạng cắt của lớp phủ có thể được tăng lên bằng cách tăng kích thước của đá nghiền. Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASTM D 3515-96 cung cấp cho hỗn hợp bê tông nhựa được phân biệt thành chín cấp tùy thuộc vào kích thước hạt tối đa từ 1,18 đến 50 mm.
Cấp càng cao thì đá dăm càng lớn và hàm lượng bột khoáng trong hỗn hợp càng thấp. Các đường cong của các thành phần hạt, được xây dựng trên một parabol khối, cung cấp một khung cứng của các hạt lớn trong quá trình nén chặt lớp phủ, tạo ra lực cản chính đối với tải trọng vận chuyển.
Trong hầu hết các trường hợp, thành phần khoáng của hỗn hợp bê tông nhựa được chọn từ các thành phần thô, trung bình và hạt mịn. Nếu mật độ thực của các vật liệu khoáng cấu thành khác nhau đáng kể, thì hàm lượng của chúng trong hỗn hợp được khuyến nghị tính theo thể tích.
Thành phần hạt của phần khoáng trong hỗn hợp bê tông nhựa, đã được chứng minh trong thực tế, được tiêu chuẩn hóa ở tất cả các nước phát triển về kỹ thuật, có tính đến lĩnh vực ứng dụng của chúng. Các bố cục này, như một quy luật, nhất quán với nhau.
Nhìn chung, yếu tố phát triển nhất của thiết kế thành phần bê tông nhựa là việc lựa chọn thành phần đo hạt của phần khoáng, theo đường cong có mật độ tối ưu hoặc theo nguyên tắc lấp đầy liên tiếp các lỗ rỗng. Tình hình phức tạp hơn với việc lựa chọn chất kết dính bitum có chất lượng cần thiết và với việc chứng minh hàm lượng tối ưu của nó trong hỗn hợp. Cho đến nay, vẫn chưa có sự thống nhất về độ tin cậy của các phương pháp tính toán để ấn định hàm lượng bitum trong hỗn hợp bê tông nhựa.
Các phương pháp thử nghiệm hiện tại để chọn nội dung chất kết dính gợi ý các phương pháp khác nhau sản xuất và thử nghiệm các mẫu bê tông nhựa trong phòng thí nghiệm và quan trọng nhất là không cho phép dự đoán đủ tin cậy về độ bền và tình trạng hoạt động của mặt đường tùy thuộc vào điều kiện vận hành.
P.V. Sakharov đề xuất thiết kế thành phần bê tông nhựa theo thành phần chất kết dính bê tông nhựa được lựa chọn trước. Tỷ lệ định lượng của bitum và bột khoáng trong chất kết dính nhựa đường được lựa chọn bằng thực nghiệm phụ thuộc vào chỉ số biến dạng dẻo (theo phương pháp kháng nước) và độ bền kéo của các mẫu tám. Tính ổn định nhiệt của chất kết dính nhựa đường cũng được tính đến bằng cách so sánh các chỉ số độ bền ở nhiệt độ 30, 15 và 0 ° C. Dựa trên dữ liệu thực nghiệm, nên tuân theo tỷ lệ bitum và bột khoáng theo trọng lượng (B / MP) trong khoảng từ 0,5 đến 0,2.
Kết quả là, các thành phần của bê tông nhựa được đặc trưng bởi hàm lượng bột khoáng tăng lên. Trong các nghiên cứu sâu hơn, I.A. Rybiev, nó đã được chỉ ra rằng các giá trị hợp lý của B / MP có thể bằng 0,8 và thậm chí cao hơn. Dựa trên quy luật cường độ của kết cấu tối ưu (quy tắc liên kết), một phương pháp đã được đề xuất để thiết kế thành phần bê tông nhựa cho các điều kiện vận hành nhất định. Vỉa hè. Người ta tuyên bố rằng cấu trúc tối ưu của bê tông nhựa đạt được bằng cách chuyển bitum sang trạng thái màng.
Đồng thời cho thấy hàm lượng bitum tối ưu trong hỗn hợp không chỉ phụ thuộc vào tỷ lệ định lượng và định tính của các thành phần mà còn phụ thuộc vào yếu tố công nghệ và chế độ đầm nén.
Do đó, việc chứng minh một cách khoa học các chỉ tiêu tính năng yêu cầu của bê tông nhựa và các cách thức hợp lý để đạt được chúng tiếp tục là nhiệm vụ chính liên quan đến việc tăng độ bền của mặt đường.
Có một số phương pháp tính toán để xác định hàm lượng bitum trong hỗn hợp bê tông nhựa theo cả chiều dày của màng bitum trên bề mặt hạt khoáng và số lượng lỗ rỗng trong hỗn hợp khoáng đã nén chặt.
Những nỗ lực đầu tiên để sử dụng chúng trong thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa thường kết thúc thất bại, do đó cần phải cải tiến các phương pháp tính toán để xác định hàm lượng bitum trong hỗn hợp. N.N. Ivanov đề xuất tính đến độ nén tốt nhất của hỗn hợp bê tông nhựa nóng và một số lợi nhuận cho sự giãn nở nhiệt bitum, nếu việc tính toán hàm lượng bitum dựa trên độ xốp của hỗn hợp khoáng đã nén chặt:
B - lượng bitum,%;
Р - độ xốp của hỗn hợp khoáng đã nén chặt,%;
c6 - khối lượng riêng thực của bitum, g / cm. khối lập phương;
c là khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp khô đã nén chặt, g / cm. khối lập phương;
0,85 - hệ số giảm bitum do hỗn hợp nén chặt tốt hơn với bitum và hệ số giãn nở của bitum, được lấy bằng 0,0017.
Cần lưu ý rằng các tính toán về hàm lượng thể tích của các thành phần trong bê tông nhựa đầm chặt, bao gồm cả thể tích của các lỗ rỗng không khí hoặc độ rỗng dư, được thực hiện trong bất kỳ phương pháp thiết kế nào dưới dạng chuẩn hóa thể tích. Ví dụ, trong hình. 3 thể hiện thành phần thể tích của bê tông nhựa loại A dưới dạng biểu đồ hình tròn.
Cơm. 3. - Bình thường hóa khối lượng các pha trong bê tông nhựa:
Theo biểu đồ này, hàm lượng bitum (% theo thể tích) bằng hiệu số giữa độ rỗng của cốt khoáng và độ rỗng dư của bê tông nhựa đầm chặt. Do đó, M. Durieu đã đề xuất một phương pháp tính hàm lượng của bitum trong hỗn hợp bê tông nhựa nóng theo mô đun bão hòa. Mô-đun bão hòa bê tông nhựa đường chất kết dínhđược thiết lập dựa trên dữ liệu thử nghiệm và sản xuất và đặc trưng cho phần trăm chất kết dính trong một hỗn hợp khoáng chất có diện tích bề mặt cụ thể là 1 mét vuông / kg.
Phương pháp luận này được áp dụng để xác định hàm lượng tối thiểu của chất kết dính bitum tùy thuộc vào thành phần hạt của phần khoáng trong phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa LCPC. được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Trung tâm về Cầu và Đường của Pháp. Hàm lượng khối lượng của bitum theo phương pháp này được xác định theo công thức:
k là môđun độ bão hòa của bê tông nhựa có chất kết dính.
- S - cặn một phần trên sàng có các lỗ cỡ 0,315 mm,%;
- s - cặn một phần trên sàng có lỗ kích thước 0,08 mm,%;
Phương pháp tính hàm lượng bitum theo độ dày của màng bitum đã được I.V. Korolev. Trên cơ sở dữ liệu thực nghiệm, ông đã phân biệt bề mặt cụ thể của các hạt của các phần nhỏ tiêu chuẩn tùy thuộc vào bản chất của đá. Ảnh hưởng của bản chất của vật liệu đá, kích thước hạt và độ nhớt của bitum lên độ dày tối ưu màng bitum trong hỗn hợp nhựa đường.
Bước tiếp theo là đánh giá phân biệt khả năng chứa bitum của các hạt khoáng nhỏ hơn 0,071 mm. Là kết quả của dự đoán thống kê về các thành phần hạt của bột khoáng và hàm lượng bitum của các phần có kích thước từ 1 đến 71 micron trong MADI (GTU), một kỹ thuật đã được phát triển cho phép thu được dữ liệu tính toán trùng khớp một cách thỏa đáng với thí nghiệm. hàm lượng bitum trong hỗn hợp bê tông nhựa.
Một cách tiếp cận khác để ấn định hàm lượng bitum trong bê tông nhựa là dựa trên mối quan hệ giữa độ xốp của xương sống khoáng và thành phần hạt của phần khoáng. Trên cơ sở nghiên cứu thử nghiệm hỗn hợp các hạt có kích thước khác nhau, các chuyên gia Nhật Bản đã đề xuất mô hình toán họcđộ xốp xương sống khoáng chất (VMA). Giá trị của các hệ số của sự phụ thuộc tương quan đã thiết lập được xác định đối với bê tông nhựa dăm đá dăm, được đầm trong máy đầm quay (gyrator) ở 300 vòng quay khuôn. Một thuật toán để tính toán hàm lượng bitum, dựa trên mối tương quan của các đặc tính lỗ rỗng của bê tông nhựa với thành phần hạt của hỗn hợp, đã được đề xuất trong công trình. Dựa trên kết quả xử lý một loạt dữ liệu thu được trong quá trình thử nghiệm bê tông nhựa đặc các loại, các mối tương quan sau đây được thiết lập để tính toán hàm lượng bitum tối ưu:
K là tham số đo độ hạt.
Dcr - kích cỡ nhỏ nhất hạt lớn, nhỏ hơn hạt chứa 69,1% khối lượng của hỗn hợp, mm .;
D0 - kích thước hạt của phần giữa, mịn hơn phần chứa 38,1% trọng lượng của hỗn hợp, mm;
D mịn - kích thước hạt lớn nhất của phần mịn, nhỏ hơn phần chứa 19,1% trọng lượng của hỗn hợp, mm.
Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, liều lượng bitum tính toán phải được hiệu chỉnh trong quá trình chuẩn bị các lô đối chứng, tùy thuộc vào kết quả thử nghiệm của các mẫu bê tông nhựa đã tạo thành.
Khi lựa chọn các thành phần của hỗn hợp bê tông nhựa, tuyên bố sau đây của prof. N.N. Ivanova: “Bitum không nên được lấy nhiều hơn mức được xác định bằng cách thu được một hỗn hợp đủ mạnh và ổn định, nhưng bitum nên được lấy càng nhiều càng tốt, và không có trường hợp nào là ít nhất có thể.” Phương pháp thí nghiệm để lựa chọn hỗn hợp bê tông nhựa thường bao gồm việc chuẩn bị các mẫu tiêu chuẩn bằng các phương pháp đầm nén quy định và thử nghiệm chúng trong phòng thí nghiệm. Đối với mỗi phương pháp, các tiêu chí thích hợp đã được phát triển để thiết lập, ở mức độ này hay mức độ khác, mối quan hệ giữa các kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của các mẫu đã nén chặt và đặc điểm hoạt động bê tông nhựa trong điều kiện vận hành.
Trong hầu hết các trường hợp, các tiêu chí này được xác định và tiêu chuẩn hóa bởi các tiêu chuẩn bê tông nhựa quốc gia.
Các kế hoạch sau đây là phổ biến bài kiểm tra cơ học các mẫu bê tông nhựa được trình bày trong hình. bốn.
Cơm. bốn. - Các phương án thí nghiệm mẫu hình trụ khi thiết kế thành phần bê tông nhựa:
a - theo Duryez;
b - theo Marshall;
c - theo Khvim;
d - theo Hubbard-Field.
Phân tích các phương pháp thí nghiệm khác nhau để thiết kế thành phần bê tông nhựa cho thấy sự giống nhau trong cách tiếp cận để chỉ định công thức và sự khác biệt cả về phương pháp thử nghiệm mẫu và tiêu chí cho các đặc tính được đánh giá.
Sự giống nhau của các phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa là dựa trên việc lựa chọn tỷ lệ thể tích của các thành phần, cung cấp các giá trị quy định của độ rỗng dư và các chỉ tiêu chuẩn hóa về các chỉ tiêu cơ lý của bê tông nhựa.
Ở Nga, khi thiết kế bê tông nhựa, các mẫu hình trụ tiêu chuẩn được thử nghiệm nén một trục (theo sơ đồ Duriez), được đúc trong phòng thí nghiệm theo GOST 12801-98, tùy thuộc vào hàm lượng đá nghiền trong hỗn hợp, hoặc với một Tải trọng tĩnh 40 MPa, hoặc bằng cách rung, sau đó đầm thêm với tải trọng 20 MPa. Trong thực tế nước ngoài, phương pháp Marshall để thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa đã được sử dụng rộng rãi nhất.
Cho đến gần đây, các phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa theo Marshall, Hubbard-Field và Khvim đã được sử dụng ở Hoa Kỳ. nhưng gần đây, một số bang đang triển khai hệ thống thiết kế "Superpave".
Khi phát triển các phương pháp mới để thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa ở nước ngoài, người ta đã chú ý nhiều đến việc cải tiến các phương pháp đầm mẫu. Hiện tại, khi thiết kế hỗn hợp theo Marshall, ba cấp độ nén chặt của mẫu được cung cấp: 35, 50 và 75 lần thổi cho mỗi bên, tương ứng với tình trạng phổi, phương tiện lưu thông vừa và nặng. Lực lượng Kỹ sư Lục quân Hoa Kỳ, sau khi nghiên cứu sâu rộng, đã cải tiến thử nghiệm Marshall và mở rộng nó sang thiết kế hỗn hợp cho mặt đường sân bay.
Thiết kế cấp phối bê tông nhựa theo phương pháp Marshall giả định rằng:
- - sự phù hợp của vật liệu khoáng ban đầu và bitum với các yêu cầu của điều kiện kỹ thuật đã được thiết lập sơ bộ;
- - thành phần đo hạt của hỗn hợp vật liệu khoáng được lựa chọn để đáp ứng các yêu cầu thiết kế;
- - giá trị xác định mật độ thực sự nhựa đường nhớt và vật liệu khoáng bằng các phương pháp thử thích hợp;
- - một lượng đá vừa đủ được làm khô và chia thành các phần nhỏ để chuẩn bị các mẻ hỗn hợp trong phòng thí nghiệm với các hàm lượng chất kết dính khác nhau.
Đối với các phép thử theo phương pháp Marshall, các mẫu hình trụ tiêu chuẩn được làm cao 6,35 cm và đường kính 10,2 cm khi được nén chặt do tác động của trọng lượng rơi. Các hỗn hợp được chuẩn bị với các hàm lượng bitum khác nhau, thường chênh lệch nhau 0,5%. Nên chuẩn bị ít nhất hai hỗn hợp có hàm lượng bitum trên giá trị "tối ưu" và hai hỗn hợp có hàm lượng bitum dưới giá trị "tối ưu".
Để chỉ định chính xác hơn hàm lượng bitum cho thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, trước tiên nên thiết lập hàm lượng bitum "tối ưu" gần đúng.
"Tối ưu" có nghĩa là hàm lượng bitum trong hỗn hợp cung cấp độ ổn định Marshall tối đa của các mẫu đúc. Ước chừng để lựa chọn cần có 22 nguyên liệu đá nam và khoảng 4 lít. nhựa đường.
Kết quả thí nghiệm bê tông nhựa theo phương pháp Marshall được trình bày trên hình. 5.
Dựa trên kết quả thí nghiệm mẫu bê tông nhựa theo phương pháp Marshall thường đưa ra các kết luận sau:
- - Giá trị độ ổn định tăng khi hàm lượng chất kết dính tăng lên đến một mức tối đa nhất định, sau đó giá trị độ ổn định giảm dần;
- - Giá trị độ dẻo có điều kiện của bê tông nhựa tăng lên khi hàm lượng chất kết dính tăng lên;
- - Đường cong mật độ so với hàm lượng bitum tương tự như đường cong ổn định, tuy nhiên, đối với nó, mức tối đa thường được quan sát nhiều hơn ở hàm lượng bitum cao hơn một chút;
- - Độ rỗng dư của bê tông nhựa giảm khi hàm lượng bitum tăng dần, tiệm cận giá trị nhỏ nhất;
- - Tỷ lệ lấp đầy lỗ rỗng bằng bitum tăng lên khi hàm lượng bitum tăng lên.
Cơm. 5. - Kết quả (a, b, c, d) thí nghiệm bê tông nhựa theo phương pháp Marshall:
Hàm lượng bitum tối ưu được khuyến nghị xác định là giá trị trung bình của bốn giá trị được thiết lập từ lịch trình cho các yêu cầu thiết kế tương ứng. Hỗn hợp bê tông nhựa với hàm lượng bitum tối ưu phải đáp ứng tất cả các yêu cầu của Thông số kỹ thuật. Trong sự lựa chọn cuối cùng về thành phần của hỗn hợp bê tông nhựa, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cũng có thể được tính đến. Thông thường, nên chọn hỗn hợp có độ ổn định Marshall cao nhất.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các hỗn hợp có giá trị độ ổn định Marshall quá cao và độ dẻo thấp là không mong muốn, vì các lớp phủ từ hỗn hợp như vậy sẽ quá cứng và có thể bị nứt khi lái xe hạng nặng, đặc biệt là với các cơ sở dễ vỡ và độ lệch cao của lớp phủ. Thường trong Tây Âu và ở Mỹ, phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa Marshall đã bị chỉ trích. Cần lưu ý rằng độ nén tác động Marshall của các mẫu không mô phỏng quá trình đầm nén của hỗn hợp trên mặt đường, và độ ổn định Marshall không cho phép đánh giá thỏa đáng về cường độ cắt của bê tông nhựa.
Phương pháp Khvim cũng bị chỉ trích, nhược điểm của phương pháp này là thiết bị thử nghiệm khá cồng kềnh và đắt tiền.
Ngoài ra, một số chỉ tiêu thể tích quan trọng của bê tông nhựa, liên quan đến độ bền của nó, không được công bố thích hợp trong phương pháp này. Theo các kỹ sư Mỹ, phương pháp lựa chọn hàm lượng bitum của Khvim là chủ quan và có thể dẫn đến tuổi thọ của bê tông nhựa ngắn do chỉ định hàm lượng chất kết dính thấp trong hỗn hợp.
Phương pháp LCPC (Pháp) dựa trên thực tế là nhựa đường trộn nóng phải được thiết kế và đầm chặt trong quá trình thi công đến mật độ tối đa.
Do đó, các nghiên cứu đặc biệt đã được thực hiện đối với công việc thiết kế đầm nén, được xác định là 16 vòng của một con lăn bằng lốp hơi, với tải trọng trục 3 tf ở áp suất lốp 6 bar. Trên bàn thí nghiệm quy mô toàn khối, khi đầm bê tông nhựa nóng, người ta lý độ dày tiêu chuẩn lớp bằng 5 kích thước tối đa của hạt khoáng. Để đầm chặt các mẫu phòng thí nghiệm một cách thích hợp, góc quay trên máy đầm phòng thí nghiệm (máy quay) bằng 1 ° và áp suất thẳng đứng trên hỗn hợp đã nén là 600 kPa đã được tiêu chuẩn hóa. Trong trường hợp này, số vòng quay tiêu chuẩn của con quay phải bằng chiều dày của lớp hỗn hợp đã nén, tính bằng milimét.
Theo phương pháp của Mỹ về hệ thống thiết kế Superpave, thông thường người ta cũng nén mẫu bê tông nhựa trong máy quay, nhưng với góc quay 1,25 °. Công tác đầm mẫu bê tông nhựa thông thường phụ thuộc vào giá trị tính toán của tổng tải trọng vận chuyển trên mặt đường đối với thiết bị cấp phối được thiết kế. Sơ đồ đầm mẫu từ hỗn hợp bê tông nhựa trong thiết bị đầm quay được trình bày trong hình. 6.
Cơm. 6. - Sơ đồ đầm mẫu từ hỗn hợp bê tông nhựa trong thiết bị đầm quay:
Phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa của MTQ (Bộ Giao thông vận tải Quebec, Canada) sử dụng máy đầm quay Superpave thay vì máy quay LCPC. Số vòng quay được tính toán trong quá trình đầm nén được lấy đối với hỗn hợp có cỡ hạt tối đa là 10 mm. bằng 80 và đối với hỗn hợp có cỡ hạt là 14 mm. - 100 vòng quay. Hàm lượng tính toán của lỗ khí trong mẫu phải nằm trong khoảng từ 4 đến 7%. Thể tích lỗ danh nghĩa thường là 5%. Thể tích hữu hiệu của bitum được đặt cho từng loại hỗn hợp, như trong phương pháp LCPC.
Đáng chú ý là khi thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa từ cùng một loại vật liệu theo phương pháp Marshall, phương pháp LCPC (Pháp), phương pháp hệ thống thiết kế Superpave (Mỹ) và phương pháp MTQ (Canada) đều cho kết quả gần giống nhau.
Mặc dù mỗi phương pháp trong số bốn phương pháp cung cấp các điều kiện khác nhau con dấu mẫu:
- - Marshall - 75 cú đấm từ hai bên;
- - "Superpave" - 100 vòng quay trong con quay ở góc 1,25 °;
- - MTQ - 80 vòng quay trong con quay một góc 1,25 °;
- - LCPC - 60 vòng quay của máy đầm hiệu quả ở góc 1 ° C, thu được kết quả tương đối so sánh về hàm lượng bitum tối ưu.
Do đó, các tác giả của công trình đã đi đến kết luận rằng điều quan trọng không chỉ là phải có phương pháp đầm mẫu thí nghiệm "đúng" mà phải có hệ thống ảnh hưởng của lực đầm đến kết cấu của bê tông nhựa trong mẫu. và hiệu suất của nó trong lớp phủ.
Cần lưu ý rằng các phương pháp quay vòng để đầm mẫu bê tông nhựa cũng không phải là không có nhược điểm. Sự mài mòn đáng chú ý của vật liệu đá được hình thành trong quá trình đầm hỗn hợp bê tông nhựa nóng trong máy quay.
Do đó, trong trường hợp sử dụng vật liệu đá được đặc trưng bởi độ mài mòn trong tang trống Los Angeles trên 30%, số vòng quay chuẩn hóa của máy đầm hỗn hợp khi lấy mẫu bê tông nhựa dăm đá dăm được đặt thành 75 thay vì 100.
Bằng thạc sĩ
O.A. KISELEVA
TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN HỖN HỢP BÊ TÔNG ASPHALT
Dành cho sinh viên chưa tốt nghiệp theo hướng 270100
"Xây dựng", hướng dẫn giải quyết và công việc đồ họa
thuộc chuyên ngành "Cơ sở vật chất để thiết kế xây dựng mới
vật liệu"
Được sự chấp thuận của Hội đồng Biên tập và Xuất bản của TSTU
Phiên bản in của phiên bản điện tử
Tambov
RIS TSTU
UDC 625.855.3 (076)
BBK 0311-033ya73-5
Biên soạn bởi: Ph.D., PGS. O. A. Kiseleva
Người phản biện: Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, GS. Ledenev V.I.
Tính toán thành phần của hỗn hợp bê tông nhựa: Metod.ukaz. / Sáng tác: O.A. Kiseleva. Tambov: TSTU, 2010 - 16 tr.
Nguyên tắcđể thực hiện công việc giải quyết và đồ họa về kỷ luật "Cơ sở vật chất để thiết kế vật liệu xây dựng»Dành cho sinh viên chưa tốt nghiệp theo hướng 270100" Xây dựng ".
Được sự chấp thuận của ban biên tập và xuất bản của Đại học Kỹ thuật Bang Tambov
© GOU VPO "Bang Tambov
Đại học Kỹ thuật (TSTU), 2010
GIỚI THIỆU
Các hướng dẫn dành cho việc lựa chọn thành phần của bê tông nhựa.
Để thiết kế thành phần của bê tông nhựa, bạn cần biết những điều sau:
- thành phần hạt của cốt liệu,
- thương hiệu của bitum,
- nhãn hiệu bê tông nhựa.
Việc tính toán thành phần của bê tông nhựa bao gồm việc lựa chọn một tỷ lệ hợp lý giữa các vật liệu cấu thành, đảm bảo tỷ trọng tối ưu của lõi khoáng với lượng bitum yêu cầu và sản xuất bê tông với các đặc tính kỹ thuật quy định với một công nghệ sản xuất nhất định.
PHƯƠNG PHÁP TÍNH THÀNH PHẦN CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG ASPHALT
Phương pháp tính toán được sử dụng rộng rãi nhất từ các đường cong của hỗn hợp đậm đặc. Nó nói rằng cường độ lớn nhất của bê tông đạt được trong điều kiện mật độ lớn nhất của thành phần khoáng bằng cách tính toán sự phân bố cỡ hạt và xác định hàm lượng của lượng tối ưu của bitum và bột khoáng.
Việc tính toán thành phần của bê tông nhựa bao gồm các bước sau:
- tính toán thành phần dạng hạt của hỗn hợp khoáng theo nguyên tắc độ rỗng tối thiểu,
- xác định lượng bitum tối ưu,
- xác định các tính chất cơ lý của hỗn hợp tính toán,
- điều chỉnh thành phần hỗn hợp thu được.
1.Tính toán thành phần dạng hạt của hỗn hợp khoáng . Vì mục đích này, đối với cốt liệu mịn và thô, theo số liệu về cặn một phần trên sàng, cặn A i được tìm thấy,% bằng tổng một phần cặn (a i) trên một sàng nhất định và trên tất cả các sàng nhỏ hơn sàng này. Kết quả thu được, có tính đến mác bê tông nhựa về kích thước cốt liệu, được đưa vào Bảng 1.
2.Chúng tôi xác định số lượng tổng hợp bằng các phân số. Việc tính toán được thực hiện theo các đường cong giới hạn tương ứng với các hệ số dòng chảy đã chọn (Hình 1). Các đường cong có hệ số dòng chảy nhỏ hơn 0,7 là do thành phần của phần khoáng của hỗn hợp bê tông nhựa có hàm lượng bột khoáng thấp. Các chế phẩm được tính theo hệ số nước chảy 0,9 chứa một lượng bột khoáng tăng lên.
Với mục đích này, tùy theo nhãn hiệu bê tông nhựa, lượng cát yêu cầu được xác định trên sàng có kích thước mắt lưới 1,25 hoặc đá dăm trên sàng có kích thước mắt lưới là 5 mm (đối với bê tông nhựa hạt mịn). Ví dụ, đối với bê tông nhựa hạt thô, lượng cát hạt mịn hơn 1,25 mm nằm trong khoảng từ 23 đến 46%. Chúng tôi chấp nhận 40%. Sau đó, ta xác định hệ số điều chỉnh thành phần hạt của cát
Bảng 1
Thành phần đo hạt của hỗn hợp khoáng
| Loại chất làm đầy | Còn lại | Kích thước lỗ sàng | ||||||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,07 | |||||
| gạch vụn | một tôi | một 20 u | một 10 u | một 5 u | ||||||
| A tôi | A 20 | A 10 | A 5 | |||||||
| Cát | một tôi | một 2,5 p | một 1,25 p | một 0,63 p | một 0,315 p | một 0,14 p | ||||
| A tôi | A 2,5 p | A 1,25 p | A 0,63 p | A 0,315 p | A 0,14 p | |||||
| bột khoáng | một tôi | một 0,63 m | một 0,315 m | một 0,14 m | a 0,07 m | |||||
| A tôi | A 0,63 m | A 0,315 m | A 0,14 m | A 0,07 m |
Lượng bột khoáng cần thiết được xác định trên rây có kích thước mắt lưới là 0,071. Đối với bê tông nhựa hạt thô, lượng hạt nhỏ hơn 0,071 mm nằm trong khoảng từ 4 đến 18%. Chúng tôi chấp nhận 10%. Sau đó, chúng tôi xác định hệ số điều chỉnh thành phần hạt của bột khoáng 
.
Chúng tôi xác định hệ số điều chỉnh thành phần hạt của đá dăm (hoặc cát) 
. Và chúng tôi chỉ định thành phần hạt của cốt liệu (Bảng 2).
ban 2
Thành phần ước tính của cốt liệu
| Loại chất làm đầy | Còn lại | Kích thước lỗ sàng | ||||||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,07 | |||||
| gạch vụn | một tôi | K w × a 20 w | K w × a 10 w | K u × a 5 u | ||||||
| A tôi | ||||||||||
| Cát | một tôi | 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 tôi | ||||||||||
| bột khoáng | một tôi | 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 tôi | ||||||||||
| ∑A |
 |
 |
Dựa trên dữ liệu thu được, một đường cong phân bố cỡ hạt cho một hỗn hợp được tính toán cụ thể được xây dựng, đường này phải nằm giữa các đường cong dòng chảy giới hạn. Chúng tôi quy định số lượng các thành phần phụ bằng các phần nhỏ, có tính đến loại bê tông nhựa theo Bảng 3.
bàn số 3
Thành phần đo hạt tối ưu của hỗn hợp khoáng
| Kết hợp loại | Hàm lượng hạt vật liệu khoáng,%, nhỏ hơn kích thước đã cho, mm | Lượng tiêu thụ gần đúng của bitum,% trọng lượng | |||||||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,071 | ||||||
| Hỗn hợp của phép đo hạt liên tục | |||||||||||
| Loại hạt trung bình: 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 |
| Loại hạt mịn: 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 | |
| Các loại cát: 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 | |||
| Hỗn hợp đo hạt không liên tục | |||||||||||
| Loại hạt trung bình: 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 tiếp tục
3.Chúng tôi xác định mức tiêu thụ bitum. Nó hứa hẹn sẽ tính toán lượng bitum trong hỗn hợp theo phương pháp do HADI phát triển và dựa trên hàm lượng bitum của các thành phần khoáng chất. Việc tính toán được thực hiện qua hai giai đoạn: xác định dung lượng bitum của từng phần khoáng của hỗn hợp và tính hàm lượng bitum. Để xác định hàm lượng bitum, vật liệu sấy khô được phân tán thành các phần nhỏ hơn 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, v.v. đến kích thước sỏi lớn nhất. Khả năng chứa bitum của mỗi phần được trình bày trong bảng 4. Chúng tôi xác định hàm lượng của bitum cho mỗi phần (bảng 5).
Bảng 4
Khả năng chứa bitum của chất độn
| Kích thước phân số, mm | Hàm lượng bitum,% | |||
| vật liệu đá granit | Vật liệu diorit | Vật liệu đá vôi dày đặc, bền | Tròn tinh khiết cát thạch anh và sỏi | |
| 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
Xác định hàm lượng bitum
T a b l e 6
Đặc tính cơ lý của bê tông nhựa
| Các chỉ số | Định mức cho hỗn hợp cho lớp trên cùng | Định mức cho hỗn hợp cho lớp dưới cùng | |
| Điểm đầu tiên | Dấu II | ||
| Độ xốp của lõi khoáng,% thể tích đối với hỗn hợp các loại: A (đá dăm, đá dăm 50-65%) B (đá dăm vừa, đá dăm 35-50%) C (đá dăm nhỏ, đá dăm 20-35%) D (cát từ cát nghiền với hàm lượng phần nhỏ 1,25-5 mm> 33%) D (cát từ cát tự nhiên) | 15-19 15-19 18-22 – – | 15-19 15-19 18-22 18-22 | 16-22 |
| Độ xốp dư,% theo thể tích | 3-5 | 3-5 | 5-10 |
| Độ bão hòa nước,% theo thể tích cho hỗn hợp: A B và D C và E | 2-5 2-3,5 1,5-3 | 2-5 2-3,5 1,5-3 | 3-8 |
| Sưng,% theo thể tích, không còn nữa | 0,5 | 1,5 | |
| Cường độ nén, kgf / cm 2 cho hỗn hợp các loại ở nhiệt độ 20-50 0 C: A B và D C và D ở nhiệt độ 0 0 C | – | – | |
| Hệ số chống nước, không nhỏ hơn | 0,9 | 0,85 | – |
| Hệ số cản nước ở độ bão hòa nước lâu dài, không nhỏ hơn | 0,8 | 0,75 | – |
Hàm lượng tối ưu của bitum trong hỗn hợp được xác định theo công thức sau
trong đó K là hệ số phụ thuộc vào nhãn hiệu của bitum (cho BND 60/90 - 1,05; BND 90/130 - 1; BND 130/200 - 0,95; BND 200/300 - 0,9); B i - dung lượng bitum của phân đoạn i; P i là hàm lượng của phần i trong hỗn hợp theo phần của tổng thể.
4. Từ bảng 6 ghi các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của loại bê tông nhựa này.
VÍ DỤ TÍNH TOÁN
Chọn thành phần bê tông nhựa hạt mịn loại A. Chất độn: đá granit nghiền nhỏ, cát thạch anh, bột khoáng thu được khi nghiền diorit.
Cách tính tổng số dư được trình bày trong Bảng 7.
Bảng 7
di tích tư nhân
| Loại chất làm đầy | Còn lại | Kích thước lỗ sàng | |||||||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,071 | ||||||
| gạch vụn | một tôi | ||||||||||
| A tôi | |||||||||||
| Cát | một tôi | ||||||||||
| A tôi | |||||||||||
| bột khoáng | một tôi | ||||||||||
| A tôi |
Vì đá dăm là loại hạt mịn, nó được sàng qua rây có kích thước mắt lưới là 5 mm, và các phần lớn hơn được loại bỏ.
Chúng tôi xác định số lượng tổng hợp bằng các phân số. Đối với bê tông nhựa hạt mịn, lượng hạt đá dăm nhỏ hơn 5 mm nằm trong khoảng từ 84 - 70%. Chúng tôi nhận yêu cầu hàm lượng đá dăm lớn hơn 5 mm 25%. Ta xác định hệ số điều chỉnh thành phần hạt của đá dăm K u = 25 * 100 / (100-28) = 34,7.
Lượng bột khoáng yêu cầu trên sàng có cỡ mắt lưới 0,071 nằm trong khoảng từ 10 đến 25%. Chúng tôi chấp nhận 15%. Hệ số điều chỉnh thành phần hạt của bột khoáng là K m = 15 * 100/74 = 27,7.
Chúng tôi xác định hệ số điều chỉnh thành phần hạt của cát K p \ u003d 100-35-28 \ u003d 37.
Chúng tôi quy định thành phần hạt của cốt liệu, có tính đến cấp của bê tông nhựa theo kích thước của cốt liệu (bảng 8).
Bảng 8
Thành phần hạt của cốt liệu
| Loại chất làm đầy | Còn lại | Kích thước lỗ sàng | ||||||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,071 | |||||
| gạch vụn | một tôi | 28*0,35=9,8 | ||||||||
| A tôi | 9,8 | |||||||||
| Cát | một tôi | 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 tôi | 31,1 | 22,9 | 15,5 | 4,4 | ||||||
| bột khoáng | một tôi | 7*0,28=2 | 10*0,28=2,8 | 9*0,28= 2,5 | 74*0,28=20,7 | |||||
| A tôi | 23,2 | 20,7 | ||||||||
| ∑A | 74,8 | 59,1 | 50,9 | 41,5 | 27,6 | 20,7 |
Chúng tôi kiểm tra tính đúng đắn của việc lựa chọn thành phần hạt của hỗn hợp khoáng. Để làm điều này, chúng tôi xây dựng một biểu đồ phân bố kích thước hạt và áp dụng nó cho các đường cong chạy (Hình 5). Qua hình vẽ có thể thấy đồ thị nằm trong vùng cho phép. Tính toán là chính xác.
Biết được dung lượng bitum của các phân đoạn riêng lẻ, chúng ta xác định được lượng tiêu thụ bitum (bảng 9).
Chúng tôi xác định hàm lượng ước tính của bitum cấp BND 90/130 B = 1 * 6,71 = 6,71%. Chúng tôi kiểm tra hàm lượng của bitum theo bảng. 3. Do lượng bitum theo tính toán nhiều hơn định mức 5-6,5% nên ta chấp nhận B = 6,71%.
Chúng tôi viết ra các thông số cơ lý đặc trưng của bê tông nhựa này:
- độ xốp của lõi khoáng -18-22%,
- độ xốp còn lại - 3-5%,
- độ bão hòa nước - 1,5-3%,
- sưng - 0,5%,
- cường độ nén - 10 kgf / cm 2,
- hệ số chống nước - 0,9,
 |
- Hệ số cản nước với độ bão hòa nước lâu dài - 0,8.
Bảng 9
Xác định hàm lượng bitum
| Kích thước phân số | Số dư riêng (theo phần nhỏ của một đơn vị) | Hàm lượng bitum,% (từ Bảng 4) | Tổng hàm lượng bitum,% | ||||
| gạch vụn | Cát | bột khoáng | gạch vụn | Cát | bột khoáng | ||
| 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 | ||||
| Hàm lượng bitum = ∑ | 6,71 |
THƯ MỤC
1. Glushko I.M. Vật liệu xây dựng đường bộ. Sách giáo khoa cho các viện ô tô và đường bộ / Glushko I.M., Korolev I.V., Borshch I.M. và những người khác. - M. 1983.
2. Gorelyshev N.V. Vật liệu và sản phẩm xây dựng đường giao thông. Danh mục. / Gorelyshev N.V., Guryachkov I.L., Pinus E.R. và những người khác - M .: Giao thông vận tải, 1986. - 288 tr.
3. Korchagina O.A. Tính toán thành phần của hỗn hợp bê tông: Phương pháp. nghị định / Korchagina O.A., Odnolko V.G. - Tambov: TSTU, 1996. - 28 tr.
T a b l e P 1
Dữ liệu cho nhiệm vụ
| Quyền mua | Loại bê tông nhựa | Loại bê tông nhựa | Loại bê tông nhựa theo phương pháp sản xuất | Chỉ định bê tông nhựa | BND lớp bitum |
| hạt thô | NHƯNG | nóng | Áo khoác trên cùng | 60/90 | |
| hạt vừa | B | ấm áp | bìa dưới | 90/130 | |
| hạt mịn | TẠI | nóng | Áo khoác trên cùng | 130/200 | |
| đầy cát | G | lạnh | bìa dưới | 200/300 | |
| hạt thô | B | ấm áp | Áo khoác trên cùng | 60/90 | |
| hạt vừa | TẠI | lạnh | bìa dưới | 130/200 | |
| hạt mịn | NHƯNG | ấm áp | bìa dưới | 90/130 | |
| đầy cát | D | nóng | Áo khoác trên cùng | 60/90 | |
| hạt thô | TẠI | nóng | bìa dưới | 90/130 | |
| hạt vừa | NHƯNG | ấm áp | Áo khoác trên cùng | 60/90 | |
| hạt mịn | B | lạnh | bìa dưới | 200/300 | |
| hạt thô | NHƯNG | ấm áp | bìa dưới | 90/130 | |
| hạt vừa | B | nóng | Áo khoác trên cùng | 60/90 | |
| hạt mịn | TẠI | lạnh | Áo khoác trên cùng | 130/200 | |
| đầy cát | G | ấm áp | bìa dưới | 90/130 | |
| hạt thô | B | lạnh | Áo khoác trên cùng | 200/300 | |
| hạt vừa | TẠI | nóng | bìa dưới | 90/130 | |
| hạt mịn | NHƯNG | ấm áp | bìa dưới | 60/90 | |
| đầy cát | D | lạnh | Áo khoác trên cùng | 130/200 | |
| hạt thô | TẠI | lạnh | Áo khoác trên cùng | 200/300 | |
| hạt vừa | NHƯNG | ấm áp | bìa dưới | 90/130 | |
| hạt mịn | B | nóng | Áo khoác trên cùng | 60/90 | |
| đầy cát | D | ấm áp | bìa dưới | 90/130 | |
| hạt thô | NHƯNG | nóng | bìa dưới | 60/90 | |
| hạt vừa | B | lạnh | Áo khoác trên cùng | 130/200 |
T a b l e P 2
Dữ liệu cho nhiệm vụ
| Quyền mua | Đo hạt | vật liệu phụ | ||
| gạch vụn | cát | bột khoáng | ||
| tiếp diễn | đá hoa cương | thạch anh | diorit | |
| tiếp diễn | diorit | thạch anh | diorit | |
| tiếp diễn | sỏi | đá vôi | đá hoa cương | |
| tiếp diễn | – | đá vôi | đá vôi | |
| gián đoạn | diorit | đá vôi | đá hoa cương | |
| tiếp diễn | đá hoa cương | thạch anh | đá vôi | |
| tiếp diễn | sỏi | thạch anh | diorit | |
| tiếp diễn | – | đá vôi | diorit | |
| tiếp diễn | sỏi | thạch anh | đá vôi | |
| tiếp diễn | diorit | đá vôi | đá vôi | |
| tiếp diễn | đá hoa cương | thạch anh | đá hoa cương | |
| gián đoạn | diorit | thạch anh | đá vôi | |
| tiếp diễn | sỏi | đá vôi | đá vôi | |
| tiếp diễn | đá hoa cương | đá vôi | đá vôi | |
| tiếp diễn | – | thạch anh | diorit | |
| tiếp diễn | sỏi | thạch anh | đá hoa cương | |
| tiếp diễn | đá hoa cương | đá vôi | diorit | |
| tiếp diễn | diorit | đá vôi | diorit | |
| tiếp diễn | – | thạch anh | đá hoa cương | |
| gián đoạn | đá hoa cương | đá vôi | đá hoa cương | |
| tiếp diễn | sỏi | thạch anh | diorit | |
| tiếp diễn | diorit | thạch anh | đá hoa cương | |
| tiếp diễn | – | thạch anh | đá vôi | |
| tiếp diễn | sỏi | đá vôi | diorit | |
| gián đoạn | diorit | thạch anh | đá hoa cương |
Việc tính toán bao gồm việc lựa chọn tỷ lệ hợp lý giữa các vật liệu tạo nên hỗn hợp bê tông nhựa.
Phương pháp tính toán từ các đường cong của hỗn hợp đậm đặc đã trở nên phổ biến. Cường độ lớn nhất của bê tông nhựa đạt được với mật độ lõi khoáng lớn nhất, lượng bitum và bột khoáng tối ưu.
Có một mối quan hệ trực tiếp giữa thành phần hạt của vật liệu khoáng và tỷ trọng. Chế phẩm có chứa ngũ cốc sẽ là tối ưu kích thước khác nhau có đường kính giảm đi một nửa.
ở đâu d 1 - đường kính hạt lớn nhất, được đặt tùy thuộc vào loại hỗn hợp;
d 2 - đường kính nhỏ nhất hạt tương ứng với phần bùn và bột khoáng (0,004 ... 0,005 mm).
Kích thước hạt, theo cấp độ trước đó
(6.6.2)
Số lượng kích thước được xác định theo công thức
(6.6.3)
Số lượng phân số P trên mỗi đơn vị ít hơn số kích thước t
(6.6.4)
Tỷ lệ các phân số lân cận theo trọng lượng
(6.6.5)
ở đâu Đến- hệ số thoát.
Giá trị cho biết số lượng của phân số sau nhỏ hơn phân số trước bao nhiêu lần được gọi là hệ số dòng chảy. Hỗn hợp đặc nhất thu được với hệ số dòng chảy là 0,8, nhưng hỗn hợp như vậy rất khó chọn, do đó, theo gợi ý của N.N. Ivanov, hệ số thoát Đến lấy từ 0,7 đến 0,9.
Biết kích thước của các phân số, số của chúng và hệ số dòng chảy được chấp nhận (ví dụ: 0,7), họ lập phương trình ở dạng sau:
Tổng của tất cả các phân số (theo khối lượng) bằng 100%, nghĩa là:
tại 1 + tại 1 đến + tại 1 đến 2 + tại 1 đến 3 +...+ tại 1 đến n-1 = 100 (6.6.6)
tại 1 (1 + đến + đến 2 + đến 3 +... + đến n -1) = 100 (6.6.7)
Trong ngoặc đơn là tổng của cấp độ hình học và do đó, lượng của phần đầu tiên trong hỗn hợp
(6.6.8)
Tương tự, chúng tôi xác định tỷ lệ phần trăm của phân số đầu tiên tại 1, đối với hệ số dòng chảy đến= 0,9. Biết giá trị của phân số thứ nhất tại 1, dễ dàng xác định tại 2 , tại 3 và như vậy.
Dựa trên dữ liệu thu được, các đường cong giới hạn được xây dựng tương ứng với các hệ số dòng chảy được chấp nhận. Các chế phẩm được tính theo hệ số dòng chảy 0,9 chứa một lượng bột khoáng tăng lên, và khi đến < 0,7 - уменьшенное количество минерального порошка.
Đường cong thành phần hạt của hỗn hợp tính toán nên nằm giữa các đường cong giới hạn (Hình 6.6.1).
Cơm. 6.6.1. Thành phần hạt:
A - hỗn hợp bê tông nhựa hạt mịn có cấp hạt liên tục loại A, B, C; B - phần khoáng của hỗn hợp cát loại G và D
Các chỉ số hiệu suất cao được đưa ra bởi các hỗn hợp có hàm lượng đá nghiền cao và hàm lượng bột khoáng giảm. Nên ưu tiên các hỗn hợp có hệ số dòng chảy 0,70 ... 0,80.
Nếu không thể tính toán hỗn hợp khoáng đặc theo các đường cong giới hạn (không có cát hạt thô và không thể thay thế chúng bằng cát hạt) thì có thể chọn tỷ trọng cần thiết theo nguyên tắc đo hạt không liên tục. Hỗn hợp với phép đo hạt không liên tục có khả năng chống cắt tốt hơn do khung cứng.
Để xác định mức tiêu thụ của bitum, các mẫu thử được tạo thành từ hỗn hợp có hàm lượng bitum thấp đã biết, sau đó xác định thể tích lỗ rỗng trong lõi khoáng.
(6.6.9)
ở đâu g- mật độ số lượng lớn bê tông nhựa mẫu;
B pr- hàm lượng bitum trong hỗn hợp thử,%;
r m- khối lượng riêng trung bình của vật liệu khoáng:
(6.6.10)
ở đâu u u,y n , tại mp- Hàm lượng đá dăm, cát, bột khoáng tính bằng% khối lượng;
r,r p , r mp- Tỷ trọng của đá dăm, cát, bột khoáng.
Công thức tính toán để xác định hàm lượng bitum tối ưu sẽ giống như
(6.6.11)
ở đâu r b- mật độ bitum;
j- hệ số lấp đầy các lỗ rỗng của hỗn hợp khoáng với bitum, phụ thuộc vào độ rỗng dư đã cho
ở đâu Qua- độ rỗng của lõi khoáng của bê tông nhựa,% thể tích;
P- Độ rỗng còn lại của bê tông nhựa ở 20 ° C,% thể tích.
Bê tông nhựa nguội
Thành phần của bê tông nhựa nguội có thể được tính toán theo thành phần điển hình hoặc theo phương pháp dùng để tính hỗn hợp nóng, có kiểm tra bắt buộc về các chỉ tiêu cơ lý trong phòng thí nghiệm. Lượng bitum lỏng được giảm 10 ... 15% so với mức tối ưu để giảm sự đóng cục.
tính năng đặc trưng Bê tông nhựa nguội, phân biệt với bê tông nóng là khả năng duy trì trạng thái lỏng trong một thời gian dài sau khi chuẩn bị. Khả năng này của hỗn hợp bê tông nhựa nguội được giải thích là do sự hiện diện của một màng bitum mỏng trên các hạt khoáng, do đó các liên kết vi cấu trúc trong hỗn hợp rất yếu nên một lực nhỏ dẫn đến phá hủy chúng. Do đó, các hỗn hợp đã chuẩn bị không bị đóng bánh dưới tác dụng của trọng lượng của chính chúng trong quá trình bảo quản trong các ngăn xếp và vận chuyển. Hỗn hợp trong một thời gian dài (lên đến 12 tháng) vẫn ở trạng thái lỏng lẻo. Chúng có thể được chất lại tương đối dễ dàng vào các phương tiện giao thông và được phân phối thành một lớp mỏng khi lát.
Thành phần hạt của hỗn hợp bê tông nhựa nguội khác với thành phần hạt của hỗn hợp nóng theo hướng nội dung cao bột khoáng (đến 20%) - các hạt nhỏ hơn 0,071 mm và hàm lượng đá dăm giảm (lên đến 50%). Lượng bột khoáng tăng lên là do sử dụng bitum lỏng, đòi hỏi lượng bột lớn hơn để hình thành cấu trúc, và với hàm lượng đá dăm lớn hơn 50%, các điều kiện hình thành lớp phủ trở nên tồi tệ hơn. Kích thước hạt lớn nhất trong bê tông nhựa nguội là 20 mm. Đá nghiền lớn hơn làm xấu đi các điều kiện hình thành lớp phủ.
Là một thành phần lớn của bê tông nhựa nguội, đá dăm được sử dụng, thu được bằng cách nghiền đá đá và xỉ luyện kim. Các vật liệu này phải có cường độ nén ít nhất là 80 MPa, và đối với bê tông nhựa cấp II - ít nhất là 60 MPa.
Để chuẩn bị bê tông nhựa nguội, bột khoáng và cát tương tự được sử dụng như đối với hỗn hợp nóng.
Bitum lỏng phải có độ nhớt trong 
tương ứng với các nhãn hiệu SG 70/130, MG 70/130. Độ nhớt và cấp của bitum được chọn có tính đến thời hạn sử dụng dự kiến của hỗn hợp trong kho, nhiệt độ không khí trong quá trình bảo quản và sử dụng, cũng như chất lượng của vật liệu khoáng. Hỗn hợp bê tông nhựa nguội được sử dụng để lát nền với cường độ lưu thông lên đến 2000 lượt xe / ngày.
Bê tông nhựa đúc
Bê tông nhựa dẻo là hỗn hợp được thiết kế đặc biệt của đá dăm, cát, bột khoáng và bitum nhớt, được chế biến và rải nóng mà không cần đầm thêm. Bê tông đúc khác với bê tông nhựa nóng nội dung tuyệt vời bột khoáng và bitum, công nghệ chuẩn bị và phương pháp rải. Bê tông nhựa đúc được sử dụng làm mặt đường trên đường cao tốc, trên đường cầu, cũng như để lát sàn trong công trình công nghiệp. Công việc sửa chữa Sử dụng hỗn hợp đúc có thể được thực hiện ở nhiệt độ không khí xuống đến -10 ° C. Một đặc điểm của công việc là cần trộn liên tục hỗn hợp đúc trong quá trình vận chuyển đến nơi đặt.
Đá dăm (kích thước đến 40 mm), cát tự nhiên hoặc cát nghiền được sử dụng để chế biến bê tông nhựa đúc. Đá dăm, đá vụn và cát phải có loại cao cấp như đối với bê tông nhựa nóng thông thường. BND 40/60 bitum được sử dụng làm chất kết dính. Phù hợp với TU 400-24-158-89, hỗn hợp đúc được chia thành năm loại (Bảng 6.6.11).
Bảng 6.6.11
Phân loại hỗn hợp bê tông nhựa đúc
Đến tính chất tích cực bê tông nhựa đúc được đặc trưng bởi độ bền, chi phí công tác đầm nén thấp và độ kín nước. Khi một con đường được cải tạo, mặt đường nhựa đã đổ hiện tại có thể được sử dụng lại toàn bộ và ít hoặc không cần bổ sung vật liệu mới.
Bê tông Tar
Bê tông Tar, tùy thuộc vào độ nhớt của nhựa đường và nhiệt độ của hỗn hợp trong quá trình thi công, được chia thành nóng và lạnh. Qua tính chất vật lý và cơ học Bê tông nhựa kém hơn bê tông nhựa vì nó có cường độ và khả năng chịu nhiệt kém hơn.
Bê tông Tar, tùy thuộc vào loại vật liệu đá, được chia thành đá dăm, sỏi và cát. Đối với việc chuẩn bị bê tông nhựa, các vật liệu khoáng tương tự được sử dụng như đối với bê tông nhựa, các yêu cầu đối với chúng là tương tự. Nhựa đường than đá được sử dụng làm chất kết dính: cho bê tông nhựa nóng - D-6, cho bê tông lạnh - D-4 và D-5. Tars được sử dụng như sản xuất công nghiệp, và được chuẩn bị trực tiếp tại nhà máy bê tông nhựa bằng cách oxy hóa hoặc trộn cát với chất pha loãng (dầu anthracene, nhựa than đá, v.v.).
Việc tính toán thành phần của bê tông nhựa có thể được thực hiện theo cách tương tự như đối với bê tông nhựa, với sự chú ý chính là việc lựa chọn cẩn thận lượng hắc ín, vì sự sai lệch nhỏ về hàm lượng của nó trong hỗn hợp ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của bê tông nhựa.
Để chuẩn bị bê tông nhựa nóng, hắc ín có độ nhớt thấp hơn đáng kể so với độ nhớt của bitum cho loại bê tông nhựa tương ứng được sử dụng. Độ nhớt giảm của hắc ín gây ra sự suy yếu của các liên kết cấu trúc bên trong, điều này có thể được bù đắp bằng sự gia tăng ma sát bên trong của phần khoáng chất. Để làm được điều này, cần sử dụng vật liệu đá có các hạt góc cạnh và bề mặt nhám, cũng như thay thế một phần hoặc toàn bộ cát tự nhiên bằng các hạt tròn có sàng. Để chuẩn bị hỗn hợp bê tông nhựa, có thể sử dụng đá nghiền từ các loại đá có tính axit cao hơn (đá cát thạch anh, đá granit giàu thạch anh, v.v.).
Bê tông nhựa đặc được sử dụng làm mặt đường trên các tuyến đường cấp II ... IV. Do điều kiện vệ sinh và vệ sinh, việc lắp đặt các lớp trên cùng của lớp phủ bê tông hắc ín chỉ được phép bên ngoài các khu định cư. Khi chuẩn bị hỗn hợp bê tông nhựa, phải tuân thủ các quy tắc an toàn đặc biệt.
Hỗn hợp bê tông nhựa được chuẩn bị trong các nhà máy bê tông nhựa với máy trộn tác động cưỡng bức. Do độ nhớt thấp hơn của hắc ín, việc phủ các hạt vật liệu khoáng của nó tiến hành tốt hơn so với việc sử dụng bitum, dẫn đến giảm thời gian trộn vật liệu. Vì lý do tương tự, việc nén chặt hỗn hợp trong quá trình lắp đặt các lớp phủ được tạo điều kiện thuận lợi. Hệ số đầm nén, là tỷ số giữa chiều dày của lớp hỗn hợp đã rải trước khi đầm với chiều dày của lớp phủ đã đầm nén, có thể lấy bằng 1,3 ... 1,4.
Trong quá trình sản xuất hỗn hợp bê tông hắc ín, cần phải tuân thủ nghiêm ngặt chế độ nhiệt độ đã thiết lập, vì hắc ín nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ hơn so với bitum (Bảng 6.6.12).
Bảng 6.6.12
Chế độ nhiệt độ khi chuẩn bị và đặt bê tông nhựa
Về tính chất cơ lý, bê tông nhựa kém hơn bê tông nhựa: cường độ và khả năng chịu nhiệt kém hơn. Nhưng đồng thời nó được đặc trưng bởi khả năng chống mài mòn tăng lên. Lớp phủ bê tông hắc ín có tác dụng tăng độ nhám, hệ số bám của bánh xe với mặt đường cao hơn, tăng độ an toàn giao thông. Điều này là do độ nhớt thấp hơn của hắc ín, lực kết dính yếu hơn của tương tác giữa các phân tử và sự hiện diện của các thành phần dễ bay hơi. Các chất dễ bay hơi trong thành phần của hắc ín đẩy nhanh quá trình hình thành cấu trúc bê tông hắc ín trong lớp phủ, và cũng góp phần làm thay đổi đặc tính của nó một cách sâu sắc hơn. Bê tông nhựa ít dẻo hơn so với bê tông nhựa, nó cũng liên quan đến thành phần và cấu trúc của nhựa đường, bao gồm chủ yếu hydrocacbon thơm, tạo thành các liên kết cấu trúc cứng nhắc hơn trong chất kết dính và ở nhiệt độ thấp bị biến dạng kém, do đó các vết nứt hình thành trong các lớp phủ.
Kiểm soát việc sản xuất hỗn hợp bê tông nhựa tại nhà máy và trong quá trình lắp đặt mặt đường bê tông nhựa, cũng như các phương pháp thử nghiệm đối với bê tông nhựa cũng giống như đối với bê tông nhựa.
Vật liệu làm đường được sử dụng nhiều nhất trong thế kỷ 20 - nhựa đường - được chia thành nhiều loại, cấp và chủng loại. Cơ sở để phân tách không chỉ và không chỉ là danh sách các thành phần ban đầu có trong hỗn hợp bê tông nhựa, mà là tỷ lệ khối lượng của chúng trong thành phần, cũng như một số đặc điểm của các thành phần - đặc biệt, kích thước của cát và đá vụn, mức độ tinh lọc của bột khoáng và tất cả các loại cát như nhau.
Thành phần nhựa đường
Nhựa đường thuộc bất kỳ loại và nhãn hiệu nào đều chứa cát, đá hoặc sỏi nghiền, bột khoáng và bitum. Tuy nhiên, đối với đá dăm, nó không được sử dụng trong việc chuẩn bị một số loại lát - nhưng nếu việc rải nhựa các vùng lãnh thổ được thực hiện có tính đến lưu lượng truy cập cao và tải trọng ngắn hạn mạnh trên mặt đường, thì đá dăm (hoặc sỏi) là cần thiết - như một yếu tố bảo vệ tạo khung.
bột khoáng- yếu tố ban đầu bắt buộc để chuẩn bị nhựa đường của bất kỳ nhãn hiệu và chủng loại nào. Theo quy luật, phần khối lượng của bột - và nó thu được bằng cách nghiền đá, trong đó hàm lượng hợp chất cacbon cao (nói cách khác, từ đá vôi và các trầm tích hóa thạch hữu cơ khác) - được xác định dựa trên các nhiệm vụ và yêu cầu đối với độ nhớt của vật liệu. Một tỷ lệ lớn bột khoáng làm cho nó có thể được sử dụng trong các công trình như nhựa đường và các công trường: một loại vật liệu nhớt (có nghĩa là bền) sẽ làm giảm thành công các rung động bên trong của kết cấu cầu mà không bị nứt.
Hầu hết các loại và cấp sử dụng nhựa đường cát- ngoại lệ, như chúng tôi đã nói, là các loại mặt đường, nơi có khối lượng lớn sỏi. Chất lượng của cát không chỉ được xác định bởi mức độ tinh khiết của nó, mà còn bởi phương pháp thu được: khai thác mở đường cát, theo quy định, cần phải được làm sạch kỹ lưỡng, nhưng cát nhân tạo, thu được bằng cách nghiền đá, được coi là đã sẵn sàng để làm việc.
Cuối cùng, nhựa đường là nền tảng của ngành công nghiệp lát nền. Một sản phẩm của quá trình lọc dầu, bitum được chứa trong hỗn hợp của bất kỳ nhãn hiệu nào với một lượng rất nhỏ - tỷ lệ khối lượng của nó trong hầu hết các loại hầu như không đạt tới 4-5%. Mặc dù được sử dụng rộng rãi trong các công việc như nhựa hóa các địa hình khó và sửa chữa đường, nhựa đường đổ tự hào có hàm lượng bitum từ 10% trở lên. Bitum tạo cho một tấm bạt như vậy có độ đàn hồi hợp lý sau khi đông cứng và lưu động, giúp dễ dàng phân phối hỗn hợp thành phẩm trên địa điểm.
Cấp và loại nhựa đường
Tùy thuộc vào tỷ lệ phần trăm trong thành phần của các thành phần được liệt kê, có ba loại nhựa đường. Thông số kỹ thuật, phạm vi và thành phần của hỗn hợp các lớp khác nhau được mô tả trong GOST 9128-2009, trong đó, có tính đến khả năng bổ sung các chất phụ gia bổ sung làm tăng khả năng chống sương giá, tính kỵ nước, tính linh hoạt hoặc khả năng chống mài mòn của lớp phủ.
Tùy thuộc vào tỷ lệ chất độn trong thành phần của hỗn hợp làm đường mà người ta chia thành các loại sau:
- A - 50-60% đá dăm;
- B - 40-50% đá dăm hoặc sỏi;
- B - 30 - 40% đá dăm hoặc sỏi;
- G - đến 30% cát từ sàng nghiền;
- D - tới 70% cát hoặc hỗn hợp có sàng nghiền.
Lớp nhựa đường 1
Dưới thương hiệu này, một loạt các loại lớp phủ khác nhau được sản xuất - từ dày đặc đến xốp cao, với hàm lượng đáng kể của đá nghiền. Phạm vi sử dụng của chúng- xây dựng đường và cảnh quan: chỉ vật liệu xốp không hoàn toàn phù hợp với vai trò của lớp phủ thực tế, lớp trên cùng của đường. Tốt hơn nhiều là sử dụng chúng để sắp xếp nền móng, san bằng nền để đặt các loại vật liệu dày đặc hơn.
Lớp nhựa đường 2
Phạm vi tỷ trọng là như nhau, nhưng hàm lượng và tỷ lệ phần trăm của cát và sỏi có thể khác nhau khá nhiều. Đây cũng là loại nhựa đường “trung bình”, với phạm vi rất rộng: và việc xây dựng các con đường, và sửa chữa chúng, và sắp xếp các lãnh thổ cho các bãi đậu xe và quảng trường không thể thiếu nó.
Nhựa đường cấp 3
Lớp phủ cấp 3 được phân biệt bởi thực tế là đá hoặc sỏi nghiền không được sử dụng trong sản xuất của chúng - chúng được thay thế bằng bột khoáng và cát chất lượng cao thu được bằng cách nghiền đá cứng.
Tỷ lệ cát và đá dăm (sỏi)
Tỷ lệ hàm lượng cát và sỏi là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất xác định phạm vi của một loại lớp phủ cụ thể. Tùy thuộc vào sự phổ biến của một hoặc một vật liệu khác nó được ký hiệu bằng các chữ cái từ A đến D: A - hơn một nửa là đá hoặc sỏi nghiền mịn, và D - khoảng 70% là cát (mặc dù cát được sử dụng chủ yếu từ đá nghiền).
Tỷ lệ giữa bitum và các thành phần khoáng
Không kém phần quan trọng - xét cho cùng, nó quyết định các đặc tính sức bền của đường. Hàm lượng cao của bột khoáng làm tăng đáng kể độ giòn của nó. Đó là lý do tại sao nhựa đường cát chỉ có thể được sử dụng ở một mức độ hạn chế: công viên cảnh quan hoặc vỉa hè. Nhưng các lớp phủ có hàm lượng bitum cao là một vị khách được chào đón tại bất kỳ công việc nào: đặc biệt nếu đó là công việc xây dựng đường xá trong điều kiện khắc nghiệt điều kiện khí hậu, tại nhiệt độ dưới 0, nếu tốc độ làm việc đến mức sau một ngày, nó sẽ xuất hiện trên một tấm bạt hoàn toàn mới thiết bị đường bộ, và sau khi giao đường xong, các xe hạng nặng sẽ lao tới.
Việc tính toán bao gồm việc lựa chọn tỷ lệ hợp lý giữa các vật liệu tạo nên hỗn hợp bê tông nhựa.
Phương pháp tính toán từ các đường cong của hỗn hợp đậm đặc đã trở nên phổ biến. Cường độ lớn nhất của bê tông nhựa đạt được với mật độ lõi khoáng lớn nhất, lượng bitum và bột khoáng tối ưu.
Có một mối quan hệ trực tiếp giữa thành phần hạt của vật liệu khoáng và tỷ trọng. Chế phẩm có chứa các loại hạt có kích thước khác nhau, đường kính của chúng được giảm đi một nửa, sẽ là tối ưu.
ở đâu d 1 - đường kính hạt lớn nhất, được đặt tùy thuộc vào loại hỗn hợp;
d 2 - đường kính hạt nhỏ nhất tương ứng với phần phù sa và bột khoáng (0,004 ... 0,005 mm).
Kích thước hạt, theo cấp độ trước đó
(6.6.2)
Số lượng kích thước được xác định theo công thức
(6.6.3)
Số lượng phân số P một ít hơn số thứ nguyên t
(6.6.4)
Tỷ lệ các phân số lân cận theo trọng lượng
(6.6.5)
ở đâu Đến- hệ số thoát.
Giá trị cho biết số lượng của phân số sau nhỏ hơn phân số trước bao nhiêu lần được gọi là hệ số dòng chảy. Hỗn hợp đặc nhất thu được với hệ số dòng chảy là 0,8, nhưng hỗn hợp như vậy rất khó chọn, do đó, theo gợi ý của N.N. Ivanov, hệ số thoát Đến lấy từ 0,7 đến 0,9.
Đang tải...